Die Erfindung betrifft vernetzbare Massen auf der Basis von Organosiliciumverbindungen
mit sehr hoher Lagerstabilität, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren
Verwendung.
Unter Ausschluss von Wasser lagerfähige, bei Zutritt von Wasser
bei Raumtemperatur zu Elastomeren vulkanisierende Einkomponenten-Dichtmassen (RTV-1)
sind seit langem bekannt. Diese Produkte werden in großen Mengen zum Beispiel
in der Bauindustrie, eingesetzt. Die Basis dieser Mischungen sind Polymere, die
durch Silylgruppen terminiert sind, die reaktive Substituenten wie OH-Gruppen oder
hydrolysierbare Gruppen, wie zum Beispiel Alkoxygruppen, tragen. Des Weiteren können
diese Dichtmassen Füllstoffe, Weichmacher, Vernetzer, Katalysatoren sowie Additive
enthalten. Bekannte Füllstoffe sind unter anderem feinteilige Metalloxide und
Metallsalze. Diese können bei Dichtmassen nicht nur ausgewählte anwendungstechnische
Eigenschaften des ausgehärteten Produktes optimieren sondern auch die spezifischen
Eigenschaften der Dichtmasse während der Applikation verbessern.
In EP 10104787B wird
beispielsweise die Verwendung von so genannten schweren Calciumcarbonaten, die durch
Vermahlung von Kalkstein gewonnen werden, beschrieben. Des Weiteren wird in
DE 195 07 416 C der Einsatz von
gefällten Kreiden in RTV-1-Siliconkautschukmassen offenbart. Ebenso wird die
Verwendung von gemahlenen Naturkreiden erwähnt. Als problematisch wurde dabei
jedoch insbesondere die schlechte Lagerstabiltät von Alkohol abspaltenden RTV-1-Siliconkautschukmassen
beschrieben, die sich durch stark verzögerte Aushärtung bei Anwendung
bemerkbar macht. Beansprucht werden Zusätze von Orthophosphorsäureestern,
um die Lagerstabilität zu verbessern.
Eine Verbesserung der Lagerstabilität von Alkohol abspaltenden
RTV-1-Siliconkautschukmassen wird auch in DE
101 21 514 A beschrieben, wobei Zinnkatalysatoren, die koordinativ Phosphorverbindungen
gebunden haben, eingesetzt werden. Hervorgehoben wird die Möglichkeit der Herstellung
farbloser, transparenter RTV-1-Siliconkautschukmassen.
Gegenstand der Erfindung sind vernetzbare Massen auf der Basis von
Organosiliciumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie feinteiliges Metacarbonat
enthalten.
Bei den vernetzbaren Massen handelt es sich bevorzugt um durch Kondensationsreaktion
vernetzbare Massen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll die Bezeichnung „Kondensationsreaktion"
auch einen gegebenenfalls vorangehenden Hydrolyseschritt mitumfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen unter der Bezeichnung
„kondensationsfähige Reste" auch solche Reste verstanden werden, die
einen gegebenenfalls vorangehenden Hydrolyseschritt miteinschließen.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen
Massen um solche herstellbar unter Verwendung von
- (A) Organosiliciumverbindung mit mindestens zwei kondensationsfähigen Gruppen,
- (B) feinteiliges Metacarbonat und
gegebenenfalls
- (C) Vernetzer.
Bei den kondensationsfähigen Gruppen, welche die eingesetzten,
an der Vernetzungsreaktion beteiligten Organosiliciumverbindungen aufweisen, kann
es sich um beliebige Gruppen handeln, wie z.B. Hydroxy-, Oximato-, Amino- und Organyloxygruppen.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Organosiliciumverbindungen
(A) kann es sich um alle Organosiliciumverbindungen mit mindestens zwei kondensationsfähigen
Gruppen handeln, die auch bisher in durch Kondensationsreaktion vernetzbaren Massen
eingesetzt worden sind. Es kann sich dabei sowohl um reine Siloxane, also Si-O-Si≡
-Strukturen, als auch um Silcarbane, also ≡Si-R''-Si≡ -Strukturen
mit R'' gleich einem zweiwertigen, gegebenenfalls substituierten oder mit Heteroatomen
unterbrochenen Kohlenwasserstoffrest oder beliebigen Organosiliciumgruppen aufweisende
Copolymere handeln.
Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß eingesetzten
Organosiliciumverbindungen (A) um solche enthaltend Einheiten der Formel
RaYbSiO(4-a-b)/2(I),
wobei
R gleich oder verschieden sein kann und gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste,
die durch Sauerstoffatome unterbrochen sein können, bedeutet,
Y gleich oder verschieden sein kann und Hydroxylrest oder hydrolysierbare Reste
bedeutet,
a 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 1 oder 2, besonders bevorzugt 2, ist und
b 0, 1, 2 oder 3, bevorzugt 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0, ist,
mit der Maßgabe, dass die Summe aus a + b kleiner oder gleich 4 ist und pro
Molekül mindestens zwei Reste Y anwesend sind.
Bei den erfindungsgemäßen eingesetzten Organosiliciumverbindungen
(A) kann es sich sowohl um Silane handeln, d.h. Verbindungen der Formel (I) mit
a + b = 4, als auch um Siloxane, d.h. Verbindungen enthaltend Einheiten der Formel
(I) mit a + b < 3. Vorzugsweise handelt es sich bei den erfindungsgemäß
eingesetzten Organosiliciumverbindungen (A) um Organopolysiloxane, insbesondere
um solche, die aus Einheiten der Formel (I) bestehen.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R um einwertige Kohlenwasserstoffreste
mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit Halogenatomen, Aminogruppen,
Ethergruppen, Estergruppen, Epoxygruppen, Mercaptogruppen, Cyanogruppen oder (Poly)-glykolresten
substituiert sind, wobei letztere aus Oxyethylen-und/oder Oxypropyleneinheiten aufgebaut
sind, besonders bevorzugt um Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen,
insbesondere um den Methyl- und den Vinylrest. Es kann sich bei Rest R aber auch
um zweiwertige Reste handeln, die z.B. zwei Silylgruppen miteinander verbinden.
Beispiele für Reste R sind Alkylreste, wie der Methyl-, Ethyl-,
n-Propyl-, iso-Propyl-, 1-n-Butyl-, 2-n-Butyl-, iso-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-,
iso-Pentyl-, neo-Pentyl-, tert.-Pentylrest; Hexylreste, wie der n-Hexylrest; Heptylreste,
wie der n-Heptylrest; Octylreste, wie der n-Octylrest und iso-Octylreste, wie der
2,2,4-Trimethylpentylrest; Nonylreste, wie der n-Nonylrest; Decylreste, wie der
n-Decylrest; Dodecylreste, wie der n-Dodecylrest; Octadecylreste, wie der n-Octadecylrest;
Cycloalkylreste, wie der Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptylrest und Methylcyclohexylreste;
Alkenylreste, wie der Vinyl-, 1-Propenyl- und der 2-Propenylrest; Arylreste, wie
der Phenyl-, Naphthyl-, Anthryl- und Phenanthrylrest; Alkarylreste, wie o-, m-,
p-Tolylreste; Xylylreste und Ethylphenylreste; und Aralkylreste, wie der Benzylrest,
der &agr;- und der &bgr;-Phenylethylrest.
Beispiele für substituierte Reste R sind Methoxyethyl-, Ethoxyethyl-
und der Ethoxyethoxyethylrest.
Beispiele für Reste Y sind der Hydroxylrest, Oximato-, Amino-
und Organyloxygruppen.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest Y um Hydroxylrest oder Rest -OR1,
wobei R1 gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste, die durch
Sauerstoffatome unterbrochen sein können, bedeutet, wie Methoxy-, Ethoxy-,
n-Propoxy-, i-Propoxy-, n-Butoxy-, i-Butoxy-, s-Butoxy-, tert-Butoxy-, 2-Methoxyethoxy-,
Hexoxy- und Octoxyrest.
Beispiele für Reste R1 sind die für R angegebenen
einwertigen Reste.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest R1 um Alkylreste mit
1 bis 12 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt um den Methyl- oder Ethylrest.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei Rest Y um Rest -OR1
mit R1 gleich der obengenannten Bedeutung, insbesondere um den Methoxy-
und Ethoxyreste.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei erfindungsgemäß
eingesetzten Organosiliciumverbindungen (A) um solche der Formel
Y3-fRfSi-(SiR2-O)e-SiRfY3-f
(II),
wobei
R und Y jeweils gleich oder verschieden sein können und eine der oben angegebenen
Bedeutungen haben,
e gleich 30 bis 5000 ist und
f gleich 0, 1 oder 2 ist.
Vorzugsweise ist f gleich 2, wenn Y gleich Hydroxylrest ist, und f
gleich 1 oder 0, wenn Y die Bedeutung von hydrolysierbarem Rest hat, wie Methoxy-
oder Ethoxyrest.
Beispiele für Organosiliciumverbindungen (A) sind
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OMe)2,
(HO) Me2SiO[SiMe2O]200-2000SiMe2(OH),
(EtO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OEt)2,
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OMe)2
(MeO)2ViSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OMe)2
(EtO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OEt)2
und
(EtO)2ViSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OEt)2,
wobei Me Methylrest, Et Ethylrest und Vi Vinylrest bedeutet.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Organosiliciumverbindungen
(A) haben eine Viskosität von bevorzugt 104 bis 106 mPas,
besonders bevorzugt von 105 bis 500 000 mPas, jeweils bei 25°C.
Bei den Organosiliciumverbindungen (A) handelt es sich um handelsübliche
Produkte bzw. können nach in der Siliciumchemie gängigen Methoden hergestellt
werden.
Bei der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (B) handelt
es sich bevorzugt um feinteiliges Metacarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von bevorzugt 0,1 bis 30 &mgr;m, besonders bevorzugt 1 bis 10 &mgr;m.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) weist einen
Gehalt an Calciumcarbonat von mindestens 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 95 bis
99,5% auf.
Die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) weist eine
spezifische Oberfläche nach BET von bevorzugt höchstens 15 m2/g,
besonders bevorzugt 0,1 bis 15 m2/g, insbesondere 1 bis 10 m2/g,
auf .
Die erfindungsgemäß eingesetzte Komponente (B) weist eine
Ölzahl (ISO 787/5) von bevorzugt mehr als 1 g/100 g, besonders bevorzugt von
10 bis 50 g/100 g, insbesondere von 10 bis 30 g/100 g, auf.
Bei der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (B) handelt
es sich bevorzugt um feinteiligen Marmor, der durch Mahlen von natürlich vorkommendem
Marmor hergestellt werden kann.
Bei der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente (B) handelt
es sich um handelsübliche Produkte.
Die Oberfläche der erfindungsgemäß eingesetzten Komponente
(B) ist bevorzugt chemisch unbehandelt. Herstellungsbedingt kann die Oberfläche
der Komponente (B) jedoch geringe Anteile organischer Substanzen, wie sie z.B. beim
Mahlprozess eingesetzt werden, enthalten. Beispiele hierfür sind nichtionische
Tenside.
Falls erwünscht, kann die Oberfläche der erfindungsgemäß
eingesetzten Komponente (B) auch chemisch behandelt sein, wie beispielsweise mit
Carbonsäureestern, wobei eine Behandlung mit Stearinsäure bevorzugt auszuschließen
ist.
Die erfindungsgemäßen Massen enthalten Komponente (B) in
Mengen von vorzugsweise 1 bis 500 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 10 bis 300
Gewichtsteilen, insbesondere 50 bis 200 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100
Gewichtsteile Organosiliciumverbindung (A).
Bei den in den erfindungsgemäßen Massen gegebenenfalls eingesetzten
Vernetzern (C) kann es sich um beliebige, bisher bekannte Vernetzer mit mindestens
zwei kondensationsfähigen Resten handeln, wie beispielsweise Silane oder Siloxane
mit mindestens zwei Organyloxygruppen.
Bei den in den erfindungsgemäßen Massen gegebenenfalls eingesetzten
Vernetzern (C) handelt es sich vorzugsweise um Organosiliciumverbindungen der Formel
ZcSiR2
(4-c)
(III),
wobei
R2 gleich oder verschieden sein kann und einwertige, gegebenenfalls substituierte
Kohlenwasserstoffreste, die durch Sauerstoffatome unterbrochen sein können,
bedeutet,
Z gleich oder verschieden sein kann und eine oben für Y genannte Bedeutung
ausgenommen Hydroxylgruppe besitzt und
c 2, 3 oder 4 ist,
sowie deren Teilhydrolysate.
Bei den Teilhydrolysaten kann es sich dabei um Teilhomohydrolysate
handeln, d.h. Teilhydrolysate von einer Art von Organosiliciumverbindung der Formel
(III), wie auch um Teilcohydrolysate, d.h. Teilhydrolysate von mindestens zwei verschiedenen
Arten von Organosiliciumverbindungen der Formel (III).
Obwohl in Formel (III) nicht angegeben, können die erfindungsgemäß
gegebenenfalls eingesetzten Organosiliciumverbindungen herstellungsbedingt einen
geringen Anteil von Hydroxylgruppen, bevorzugt bis maximal 5% aller Si-gebundenen
Reste, aufweisen.
Handelt es sich bei den in den erfindungsgemäßen Massen
gegebenenfalls eingesetzten Vernetzern (C) um Teilhydrolysate von Organosiliciumverbindungen
der Formel (III), so sind solche mit bis zu 10 Siliciumatomen bevorzugt.
Beispiele für Rest R2 sind die oben für Rest
R genannten einwertigen Beispiele, wobei Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen
bevorzugt und der Methyl- und der Vinylrest besonders bevorzugt sind.
Beispiele für Z sind die für Y angegebenen Beispiele ausgenommen
Hydroxylgruppe.
Bevorzugt handelt es sich bei Rest Z um Reste -OR1 mit
R1 gleich der obengenannten Bedeutung, insbesondere um Methoxy- und Ethoxyreste.
Bevorzugt handelt es sich bei den in den erfindungsgemäßen
Massen gegebenenfalls eingesetzten Vernetzern (C) um Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan,
Tetrapropoxysilan, Tetrabutoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan,
Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Phenyltriethoxysilan,
1,2-Bis(trimethoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethan, (N-Cyclohexylaminomethyl)triethoxysilan,
(N-Cyclohexylaminomethyl)trimethoxysilan, (Methacryloxymethyl)triethoxysilan, (Methacryloxymethyl)trimethoxysilan
und (Morpholinomethyl)trimethoxysilan sowie Teilhydrolysate der genannten Organosiliciumverbindungen,
wie z.B. Hexaethoxydisiloxan.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den in den erfindungsgemäßen
Massen gegebenenfalls eingesetzten Vernetzern (C) um Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan,
Tetrapropoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan,
Phenyltrimethoxysilan, 1,2-Bis(trimethoxysilyl)ethan, 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethan,
sowie deren Teilhydrolysate, insbesondere um Methyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan,
Methyltriethoxysilan, Vinyltriethoxysilan und Tetraethoxysilan , (N-Cyclohexylaminomethyl)trimethoxysilan,
(Morpholinomethyl)trimethoxysilan sowie deren Teilhydrolysate.
Die in den erfindungsgemäßen Massen gegebenenfalls eingesetzten
Vernetzer (C) sind handelsübliche Produkte bzw. können nach in der Siliciumchemie
bekannten Verfahren hergestellt werden.
Falls die erfindungsgemäßen Massen Vernetzer (C) enthalten,
handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 20 Gewichtsteilen, besonders
bevorzugt 0,5 bis 10 Gewichtsteilen, insbesondere 3 bis 8 Gewichtsteilen, jeweils
bezogen auf 100 Gewichtsteile Organosiliciumverbindung (A).
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten (A), (B) und
gegebenenfalls (C) können die erfindungsgemäßen Massen nun alle weiteren
Stoffe enthalten, die auch bisher in durch Kondensationsreaktion vernetzbaren Massen
eingesetzt worden sind, wie z.B. Härtungsbeschleuniger (D), Weichmacher (E),
Füllstoffe (F), die verschieden zu Komponente (B) sind, Haftvermittler (G)
und Additive (H).
Als Härtungsbeschleuniger (D) können alle Härtungsbeschleuniger,
die auch bisher in durch Kondensationsreaktion vernetzbare Massen eingesetzt werden,
verwendet werden. Beispiele für Härtungsbeschleuniger (D) sind organische
Zinnverbindungen, wie Di-n-butylzinndilaurat und Di-n-butylzinndiacetat, Di-n-butylzinnoxid,
Dioctylzinndiacetat, Dioctylzinndilaurat, Dioctylzinnoxid sowie Umsetzungsprodukte
dieser Verbindungen mit Alkoxysilanen, wie Tetraethoxysilan, wobei organische Zinnverbindungen
bevorzugt sind, besonders bevorzugt Di-n-butylzinndiacetat und Dibutylzinnoxid in
Tetraethylsilikat-Hydrolysat, insbesondere Di-n-butylzinnoxid in Tetraethylsilikat-Hydrolysat.
Falls die erfindungsgemäßen Massen Härtungsbeschleuniger
(D) enthalten, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 3 Gewichtsteilen,
bevorzugt 0,05 bis 2 Gewichtteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Bestandteil
(A).
Beispiele für Weichmacher (E) sind bei Raumtemperatur flüssige,
durch Trimethylsiloxygruppen endblockierte Dimethylpolysiloxane, insbesondere mit
Viskositäten bei 25°C im Bereich zwischen 20 und 5000 mPas, bei Raumtemperatur
und Umgebungsdruck flüssige Organopolysiloxane, die im Wesentlichen aus -SiO3/2-,
-SiO2/2und ≡SiO1/2-Einheiten, sogenannte T-, D- und
M-Einheiten, bestehen, sowie hochsiedende Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Paraffinöle
oder Mineralöle bestehend im wesentlichen aus naphthenischen und paraffinischen
Einheiten.
Bevorzugt handelt es sich bei Weichmacher (E) um lineare Polydimethylsiloxane
mit Trimethylsilylendgruppen.
Die erfindungsgemäßen Massen enthalten Weichmacher (E) in
Mengen von vorzugsweise 0 bis 300 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 10 bis 200
Gewichtsteilen, insbesondere 20 bis 100 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100
Gewichtsteile Organosiliciumverbindung (A).
Beispiele für Füllstoffe (F) sind nicht verstärkende
Füllstoffe, also Füllstoffe mit einer BET-Oberfläche von bis zu 50
m2/g, wie Quarz, Diatomeenerde, Calciumsilikat, Zirkoniumsilikat, Zeolithe,
Metalloxidpulver, wie Aluminium-, Titan-, Eisen- oder Zinkoxide bzw. deren Mischoxide,
Bariumsulfat, Gips, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Bornitrid, Glas- und Kunststoffpulver,
wie Polyacrylnitrilpulver; verstärkende Füllstoffe, also Füllstoffe
mit einer BET-Oberfläche von mehr als 50 m2/g, wie pyrogen hergestellte
Kieselsäure, gefällte Kieselsäure, Ruß, wie Furnace- und Acetylenruß
und Silicium-Aluminium-Mischoxide großer BET-Oberfläche; faserförmige
Füllstoffe, wie Asbest sowie Kunststofffasern. Die genannten Füllstoffe
können hydrophobiert sein, beispielsweise durch die Behandlung mit Organosilanen
bzw. -siloxanen oder durch Veretherung von Hydroxylgruppen zu Alkoxygruppen. Falls
Füllstoffe (F) mit chemisch behandelter Oberfläche eingesetzt werden soll,
ist als Behandlungsmittel Stearinsäure bevorzugt auszuschließen.
Falls Füllstoffe (F) eingesetzt werden, handelt es sich bevorzugt
um hydrophile oder hydrophobe, pyrogen hergestellte Kieselsäure.
Die erfindungsgemäßen Massen enthalten Füllstoffe (F)
in Mengen von vorzugsweise 0 bis 300 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 1 bis 200
Gewichtsteilen, insbesondere 5 bis 200 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile
Organosiliciumverbindung (A).
Beispiele für die in den erfindungsgemäßen Massen eingesetzten
Haftvermittler (G) sind Silane und Organopolysiloxane mit funktionellen Gruppen,
wie beispielsweise solche mit Glycidoxypropyl-, Aminoalkyl, Aminoethylaminoalkyl-
oder Methacryloxypropylresten. Falls jedoch bereits eine andere Komponente, wie
etwa Organosiliciumverbindung (A) oder Vernetzer (C) die genannten funktionellen
Gruppen aufweist, kann auf einen Zusatz von Haftvermittler verzichtet werden.
Die erfindungsgemäßen Massen enthalten Haftvermittler
(G) in Mengen von vorzugsweise 0 bis 50 Gewichtsteilen, besonders bevorzugt 0,1
bis 20 Gewichtsteilen, insbesondere 0,2 bis 5 Gewichtsteilen, jeweils bezogen auf
100 Gewichtsteile Organosiliciumverbindung (A).
Beispiele für Additive (H) sind Pigmente, Farbstoffe, Riechstoffe,
Oxidationsinhibitoren, Mittel zur Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften,
wie leitfähiger Ruß, flammabweisend machende Mittel, Lichtschutzmittel,
Fungizide, Mittel zur Verlängerung der Hautbildungszeit, wie Silane mit einem
SiC-gebundenen Mercaptoalkylrest, zellenerzeugende Mittel, z.B. Azodicarbonamid,
Hitzestabilisatoren, Scavenger, wie Si-N enthaltende Silazane oder Silylamide, Cokatalysatoren,
wie Lewis- und Brönstedsäuren, z.B. Sulfonsäuren, Phosphorsäuren,
Phoshorsäureester, Phosphonsäuren und Phosphonsäureester, Thixotropiermittel,
wie beispielsweise Phosphorsäureester, organischen Lösungsmittel, wie
Alkylaromaten, sowie beliebige Siloxane, die unterschiedlich zu Komponente (A) sind.
Beispiele für Siloxane, die als Komponente (H) eingesetzt werden
können, sind solche aus Einheiten der Formel (I), die pro Molekül genau
einen Rest Y enthalten, wie z.B. Monohydroxydiorganopolysiloxane. Solche monofunktionellen
Siloxane werden bevorzugt zur Steuerung des Moduls eingesetzt.
Bevorzugt als Additive (H) sind Phosphonsäuren und Phosphonsäureester,
Farbstoffe und Fungizide.
Falls die erfindungsgemäßen Massen Additive (H) enthalten,
was bevorzugt ist, handelt es sich um Mengen von vorzugsweise 0,01 bis 100 Gewichtsteile,
besonders bevorzugt 0,1 bis 30 Gewichtsteilen, insbesondere 0,3 bis 10 Gewichtsteilen,
jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Organosiliciumverbindung (A).
Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäßen
Massen um solche, die aus
- (A) Organosiliciumverbindungen enthaltend Einheiten der Formel (I),
- (B) feinteiliger Marmor,
gegebenenfalls
- (C) Vernetzer der Formel (III),
gegebenenfalls
- (D) Härtungsbeschleuniger,
gegebenenfalls
- (E) Weichmacher,
gegebenenfalls
- (F) Füllstoffe,
gegebenenfalls
- (G) Haftvermittler und
gegebenenfalls
- (H) Additive
bestehen.
Bei den erfindungsgemäßen Massen handelt es sich bevorzugt
um zähflüssig bis pastöse Massen.
Zur Bereitung der erfindungsgemäßen Massen können alle
Bestandteile in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden. So können
insbesondere Organosiliciumverbindung (A), Vernetzer (C) und Weichmacher (E) vorgemischt
werden, bevor feinteiliger Marmor (B) und Füllstoff (F) eingemischt werden.
Dieses Vermischen kann bei Raumtemperatur und dem Druck der umgebenden Atmosphäre,
also etwa 900 bis 1100 hPa, erfolgen. Falls erwünscht, kann dieses Vermischen
aber auch bei höheren Temperaturen erfolgen, z.B. bei Temperaturen im Bereich
von 35 bis 135°C. Weiterhin ist es möglich, zeitweilig oder ständig
unter vermindertem Druck zu mischen, wie z.B. bei 30 bis 500 hPa Absolutdruck, um
flüchtige Verbindungen oder Luft zu entfernen.
Bei den einzelnen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Massen
kann es sich jeweils um eine Art eines solchen Bestandteils wie auch um ein Gemisch
aus mindestens zwei verschiedenen Arten derartiger Bestandteile handeln.
Für die Vernetzung der erfindungsgemäßen Massen reicht
der übliche Wassergehalt der Luft aus. Die Vernetzung der erfindungsgemäßen
Massen erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur. Sie kann, falls erwünscht,
auch bei höheren oder niedrigeren Temperaturen als Raumtemperatur, z.B. bei
–5° bis 15°C oder bei 30°C bis 50°C und/oder mittels
den normalen Wassergehalt der Luft übersteigenden Konzentrationen von Wasser
durchgeführt werden. Auch das direkte Zumischen von Wasser oder wasserhaltigen
Substanzen ist möglich.
Vorzugsweise wird die Vernetzung bei einem Druck von 100 bis 1100
hPa, insbesondere beim Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa 900 bis 1100
hPa, durchgeführt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Formkörper,
hergestellt durch Vernetzung der erfindungsgemäßen Massen.
Die erfindungsgemäßen Massen können für alle Verwendungszwecke
eingesetzt werden, für die unter Ausschluss von Wasser lagerfähige, bei
Zutritt von Wasser bei Raumtemperatur zu Elastomeren vernetzende Massen eingesetzt
werden können.
Die erfindungsgemäßen Massen eignen sich somit ausgezeichnet
beispielsweise als Abdichtmassen für Fugen, einschließlich senkrecht verlaufender
Fugen, und ähnlichen Leerräumen von z.B. 10 bis 40 mm lichter Weite, z.B.
von Gebäuden, Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen. oder als Klebstoffe oder Verkittungsmassen,
z.B. im Fensterbau oder bei der Herstellung von Vitrinen, sowie
z.B. zur Herstellung von Schutzüberzügen, einschließlich solcher
für der ständigen Einwirkung von Süß- oder Meerwasser ausgesetzte
Oberflächen, oder das Gleiten verhindernden Überzügen oder von gummielastischen
Formkörpern sowie für die Isolierung von elektrischen oder elektronischen
Vorrichtungen.
Die erfindungsgemäßen Massen haben den Vorteil, dass sie
leicht herzustellen sind und sich durch eine sehr hohe Lagerstabilität auszeichnen.
Des Weiteren haben die erfindungsgemäßen Massen den Vorteil,
dass sie eine sehr gute Handhabbarkeit bei der Anwendung zeigen und bei einer Vielzahl
von Applikation ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften zeigen.
Die erfindungsgemäßen vernetzbaren Massen haben den Vorteil,
dass sie auf einer Vielzahl von Untergründen sehr gut haften.
Ferner haben die erfindungsgemäßen Massen den Vorteil, dass
sie im ausgehärteten Zustand durch einen niedrigen Modul gekennzeichnet sind.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen beziehen sich alle Viskositätsangaben,
sofern nicht anders angegeben, auf eine Temperatur von 25°C. Sofern nicht anders
angegeben, werden die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre,
also etwa bei 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also bei etwa 23°C, bzw. bei
einer Temperatur, die sich beim Zusammengeben der Reaktanden bei Raumtemperatur
ohne zusätzliche Heizung oder Kühlung einstellt, sowie bei einer relativen
Luftfeuchtigkeit von etwa 50% durchgeführt. Des Weiteren beziehen sich alle
Angaben von Teilen und Prozentsätzen, soweit nichts anderes angegeben ist,
auf das Gewicht.
Die Ölzahl wurde gemäß ISO787/5 bestimmt.
Die Shore-A-Härte wurde gemäß ISO 868 bestimmt.
Beispiel 1
300 g eines Polydimethylsiloxangemischs, bei dem die Siloxane mit
Dimethoxymethylsilyl- und Dimethoxyvinylsilylgruppen terminiert sind und das Verhältnis
von Dimethoxymethylsilyl-Endgruppen zu Dimethoxyvinylsilyl-Endgruppen in etwa 1:1
ist, mit einer Viskosität von 300 000 mPa·s, 180 g eines trimethylsilylendblockierten
Polydimethylsiloxans mit einer Viskosität von 1000 mPa·s, 25 g Methyltrimethoxysilan
und 20 g eines Haftvermittlers, der hergestellt wird durch die Umsetzung von 1 Teil
Aminopropyltriethoxysilan mit 1 Teil Methyltriethoxysilan-Hydrolysat mit einem Ethoxygehalt
von 37%, werden in einem Planetenmischer miteinander gemischt und 15 Minuten gerührt.
Anschließend wird der Ansatz durch homogenes Einmischen von 240 g gemahlenem
Metacarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von ca. 2,6 &mgr;m, einem
Calciumcarbonatanteil von 98% und einer Ölzahl von 20 g/100g (käuflich
erhältlich unter dem Handelsnamen „Saxolith 2 HE" von GEOMIN Erzgebirgische
Kalkwerke GmbH, Deutschland), 40 g hydrophiler, pyrogener Kieselsäure mit einer
spezifischen Oberfläche von 150 m2/g (käuflich erhältlich
unter der Bezeichnung HDK® V 15 bei der Wacker Chemie AG, D-München),
1,5 g Octylphosphonsäure und 2,8 g eines Zinnkatalysators, der hergestellt
wird durch Umsetzung von Di-n-butylzinndiacetat und Tetraethoxysilan, vervollständigt.
Die so hergestellte Masse wurde zur Aufbewahrung in feuchtigkeitsdichte
Gebinde abgefüllt und zur Beschleunigung der Alterungsprozesse in diesen Gebinden
10 Tage bei 100°C gelagert.
Die Masse wies 7 Tage nach der Herstellung eine Hautbildungszeit von
7 Minuten auf (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) und härtete innerhalb
von 7 Tagen (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) zu gummielastischem Material
mit einer Shore-A-Härte von 17 aus.
Nach Lagerung der feuchtigkeisdichten Gebinde über 10 Tage bei
100°C wurde eine Hautbildungszeit von 18 Minuten (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit)
gemessen. Die so gelagerte Masse härtete innerhalb von 7 Tagen (25°C,
50% relative Luftfeuchtigkeit) zu klebfreiem, gummielastischen Material mit einer
Shore-A-Härte von 10 aus.
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wird wiederholt mit
der Abänderung, dass anstelle von 240 g gemahlenem Metacarbonat mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von ca. 2,6 &mgr;m, einem Calciumcarbonatanteil von 98% und
einer Ölzahl von 20 g/100g (käuflich erhältlich unter dem Handelsnamen
„Saxolith 2 HE" von GEOMIN Erzgebirgische Kalkwerke GmbH, Deutschland) 240
g gemahlenes Metacarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von ca. 5,0 &mgr;m,
einem Calciumcarbonatanteil von 98% und einer Ölzahl von 16 g/100g (käuflich
erhältlich unter dem Handelsnamen OMYACARB® 5-GU von Omya GmbH,
D-Köln) eingesetzt wird.
Die so erhaltene Masse wies 7 Tage nach der Herstellung eine Hautbildungszeit
von 5 Minuten auf (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) und härtete innerhalb
von 7 Tagen (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) zu gummielastischem Material
mit einer Shore-A-Härte von 21 aus.
Nach Lagerung der feuchtigkeisdichten Gebinde über 10 Tage bei
100°C wurde eine Hautbildungszeit von 10 Minuten (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit)
gemessen. Die so gelagerte Masse härtete innerhalb von 7 Tagen (25°C,
50% relative Luftfeuchtigkeit) zu klebfreiem, gummielastischen Material mit einer
Shore-A-Härte von 12 aus.
Beispiel 3
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wird wiederholt mit
der Abänderung, dass anstelle von 240 g gemahlenem Metacarbonat mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von ca. 2,6 um, einem Calciumcarbonatanteil von 98% und einer
Ölzahl von 20 g/100g (käuflich erhältlich unter dem Handelsnamen
„Saxolith 2 HE" von GEOMIN Erzgebirgische Kalkwerke GmbH, Deutschland) 240
g gemahlenes Metacarbonat mit einem mittleren Teilchendurchmesser von ca. 2,0 &mgr;m,
einem Calciumcarbonatanteil von 98% und einer Ölzahl von 18 g/100g (käuflich
erhältlich unter dem Handelsnamen „CARBITAL 110" von Imerys Minerals
Ltd., England) eingesetzt wird.
Die so erhaltene Masse wies 7 Tage nach der Herstellung eine Hautbildungszeit
von 8 Minuten auf (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) und härtete innerhalb
von 7 Tagen (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) zu gummielastischem Material
mit einer Shore-A-Härte von 23 aus.
Nach Lagerung der feuchtigkeisdichten Gebinde über 10 Tage bei
100°C wurde eine Hautbildungszeit von 11 Minuten (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit)
gemessen. Die so gelagerte Masse härtete innerhalb von 7 Tagen (25°C,
50% relative Luftfeuchtigkeit) zu klebfreiem, gummielastischen Material mit einer
Shore-A-Härte von 11 aus.
Vergleichsbeispiel 1
Die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise wird wiederholt mit
der Abänderung, dass anstelle von 240 g gemahlenem Metacarbonat mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von ca. 2,6 &mgr;m, einem Calciumcarbonatanteil von 98% und
einer Ölzahl von 20 g/100g (käuflich erhältlich unter dem Handelsnamen
„Saxolith 2 HE" von GEOMIN Erzgebirgische Kalkwerke GmbH, Deutschland) 240
g gefällte, mit Stearinsäure chemisch behandelte Kreide mit einem mittleren
Teilchendurchmesser von ca. 0,04 &mgr;m und einer BET-Oberfläche von 22 m2/g,
(käuflich erhältlich unter dem Handelsnamen „WINNOFIL SPM" von
Solvay Soda Deutschland GmbH, D-Rheinberg) eingesetzt wird.
Die so erhaltene Masse wies 7 Tage nach der Herstellung eine Hautbildungszeit
von 7 Minuten auf (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) und härtete innerhalb
von 7 Tagen (25°C, 50% relative Luftfeuchtigkeit) zu gummielastischem Material
mit einer Shore-A-Härte von 28 aus.
Bereits nach nur 5 Tagen Lagerung der feuchtigkeisdichten Gebinde
bei 100°C wurde härtete die Masse nicht mehr zu einem klebfreiem Material
aus; die Shore-A-Härte konnte nicht mehr bestimmt werden.