DE4224559A1 - Kombinationen aus Polyorganosiloxanen und doppelbindungshaltigen Fluorkautschuken durch Si-H-Addition - Google Patents
Kombinationen aus Polyorganosiloxanen und doppelbindungshaltigen Fluorkautschuken durch Si-H-AdditionInfo
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- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
Description
Fluorkautschuke (FKM) auf der Basis von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen und
gegebenenfalls Tetrafluorethylen liefern Vulkanisate mit befriedigenden mechani
schen Eigenschaften und hoher Beständigkeit gegenüber Hitze, Öl, Ozon und
Bestrahlung.
Wegen dieser Eigenschaften sind mit Fluorkautschuken Anwendungsgebiete
erschlossen worden, in die bisher kein anderer Kautschuktyp eindringen konnte. Ein
wesentlicher Nachteil bei den FKM ist jedoch ihre außerordentlich schlechte
Tieftemperaturflexibilität. Die Glastemperaturen der handelsüblichen Fluorelasto
meren auf VDF/HFP/FFE-Basis bewegen sich zwischen 0 und -20°C. Durch Ände
rung der Polymerzusammensetzung läßt sich die Glastemperatur nicht weiter ernie
drigen. Die Anwendung der Perfluorvinylmethylether-Terpolymeren, die Glastempe
raturen bis -30°C besitzen, wird durch den hohen Preis eingeschränkt.
Gleichzeitig stehen mit den Polyorganosiloxanen im Vergleich zu FKM preiswerte
Produkte zur Verfügung, die eine extrem niedrige Glastemperatur (<-100°C)
besitzen und deren Vulkanisate sich gleichzeitig durch gute Heißluftalterung sowie
hohe Ozonbeständigkeit auszeichnen. Weniger gut sind die Zug- und Weiterreiß
festigkeit sowie die Beständigkeit gegenüber aggressiven heißen Medien. Die
teureren Fluorsilicone [Poly(methyl)(trifluorpropyl)siloxane] besitzen zwar verbes
serte Tieftemperatureigenschaften (Tg= -68°C), ihre Beständigkeit in heißen,
aggressiven Medien liegt aber deutlich unter der von FKM. Ziel vieler Bemühungen
war deshalb die Kombination von Fluor- und Silicon-Kautschuken. Die naheliegende
Kombination in Form eines simplen Blends scheitert jedoch an der Unverträglichkeit
beider Polymerklassen.
In den letzten Jahren hat es dennoch viele Bemühungen gegeben, diese beiden
Polymerklassen zu kombinieren. Dabei wurde durchweg der Versuch gemacht, die
beiden Elastomere zu vermischen und cozuvulkanisieren. Selbst wenn dabei ein für
beide Systeme anwendbares Vernetzungssystem gewählt wurde, resultierten daraus
keine verkaufsfähigen Produkte.
Die FR-A1 451 719 beschreibt Fluorkautschuk/Siliconkautschuk-Mischungen mit
einem Silicongehalt <15%. Hierbei werden die beiden Polymeren nebeneinander
vulkanisiert. Die Vulkanisation des Fluorkautschuks erfolgt bisaminisch, die des
Siliconkautschuks peroxidisch. Eine Covulkanisation findet dabei nicht statt. Dies
führt zu schlechten Vulkanisateigenschaften.
Die US-A 3 415 900 beschreibt die peroxidische Covulkanisation von chlorhaltigen
Fluorelastomeren und Siliconen.
In US-A 3 538 028 werden im Verarbeitungsverhalten verbesserte FKM/VQM-Mi
schungen mit einem Siliconanteil von <15% beschrieben. Dies wird durch Zugabe
eines flüssigen Fluorpolymers zur Mischung erreicht. Die Fluorpolymere werden
hier wieder bisaminisch vernetzt, während die Siliconphase peroxidisch vulkanisiert
wird.
EP-A 270 028 beschreibt peroxidische Vulkanisate zur Herstellung von Gummi
stopfen, die aus funktionalisierten Fluorkautschuken und funktionalisierten Siliconen
hergestellt werden.
US-A 3 865 897 beschreibt die Herstellung von Blends aus vinylhaltigem Polydi
methylsiloxan und Vinylpolymeren, darunter auch Tetrafluorethylen/Ethylen-Co
polymeren. Die Materialien sollen für Isolierzwecke eingesetzt werden.
Die DE-A 21 41 879 beschreibt die peroxidische Covulkanisation von Silicon- und
Fluorkautschuken bei gleichzeitiger Anbindung an Metalloberflächen.
US-A 3 969 308 beschreibt peroxidisch vulkanisierbare Mischungen von Silicon-
und Vinyl(auch Fluor)polymeren, wobei als Besonderheit hervorgehoben wird, daß
ein silanisierter Füllstoff zuerst mit dem Siliconpolymeren vermischt wird.
US-A 4 028 431 beschreibt ebenfalls peroxidisch vulkanisierbare Mischungen von
Fluorkautschuken mit Siliconen. Mit zunehmendem Siliconanteil zeigen die
Vulkanisate zwar immer bessere Tieftemperatureigenschaften, die mechanischen
Eigenschaften verschlechtern sich aber.
Die DE-A 25 19 964 beschreibt peroxidisch vulkanisierbare Mischungen von Fluor
kautschuken, speziell Ethylen/Hexafluorpropen/Tetrafluorethylen-Terpolymeren, mit
Siliconen.
US-A 4 260 698 beschreibt peroxidisch vulkanisierbare Blends von iodhaltigen
Fluorkautschuken und (Fluor)Siliconkautschuken.
US-A 4 263 414 und WO 81/0073 beschreiben die peroxidische Covernetzung von
Brom-Cure-Sites enthaltenden Fluorkautschuken mit Fluorsiliconen. Auch hier wird
die Verbesserung der Tieftemperatureigenschaften durch eine Verschlechterung der
mechanischen Eigenschaften erkauft. In US-A 44 50 263 wird dieser Weg weiter
verfolgt.
WO 82/00606 beschreibt Fluorelastomerfilme, die mit Hilfe von Epoxy- bzw.
Amino-substituierten Silanen vernetzt werden.
In US-A 4 810 577 werden peroxidisch vulkanisierbare Mischungen von
Fluorpolymeren mit Siliconen für Kabelisolierungen beschrieben.
In US-A 4 904 529 werden Hitze- und Öl-beständige peroxidisch vulkanisierbare
Mischungen von AFLAS (TEE/Propen-Copolymer) und Silicon beschrieben, die für
Isolierzwecke verwendet werden.
EP-A 279 414 beschreibt Mischungen von Silicon- und organischen, darunter auch
Fluorpolymeren. Die Vernetzung der Siliconphase erfolgt dabei Pt-katalysiert, die
der Fluorkautschukphase peroxidisch.
EP-A 295 717 beschreibt peroxidisch oder ionisch vulkanisierbare Mischungen,
basierend auf Fluorelastomeren und modifizierten olefinischen Polymeren, wobei
das Fluorelastomer auch ein Fluorsilicon sein kann.
EP-A 344 481 beschreibt die Beschichtung von Folien mit einem Fluorelasto
mer/Silicon-Covulkanisat, wobei die Vulkanisation bisphenolisch erfolgt.
EP-A 365 967 beschreibt Mischungen aus Fluorkautschuken (VITON E 430,
DAIEL G 901) mit teilchenförmig vernetzten Siliconkautschuken. Die Vernetzung
der Siliconkautschukteilchen kann Pt-katalysiert, Sn-katalysiert oder peroxidisch
erfolgen.
EP-A 380 104 beschreibt peroxidisch vulkanisierbare Mischungen aus Fluor- und
Siliconkautschuken. Durch Zugabe von Epoxy-substituiertem Silicon wird eine
verbesserte Verarbeitbarkeit erreicht.
Die DE-A 29 49 135 beschreibt peroxidisch vulkanisierbare Mischungen von
iodhaltigen Fluorelastomeren und (Fluor)siliconelastomeren.
US-A 4 942 202 beschreibt Dreikomponenten-Kautschukmischungen mit guter Ver
arbeitbarkeit auf der Walze. Die Komponente I soll z. B. ein Fluorsilicon sein, die
Komponente II ist nicht mit dem Siliconkautschuk vernetzbar, bildet jedoch die
kontinuierliche Phase, die Komponente II stellt einen mit I covernetzbaren
Fluor- oder Acrylatkautschuk dar (VITON GF, Daiel G 902, JSR AR 101).
Bei allen bisher bekannten FKM/VQM-Mischungen treten zwei Hauptprobleme auf,
deren Lösung Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist:
1. Prinzipiell sind die beiden Kautschuktypen völlig unverträglich.
2. Die Covernetzung ist sehr inhomogen, weil die beiden Polymerklassen unter
schiedliches Vernetzungsverhalten aufweisen und die Vernetzung deshalb
bevorzugt innerhalb der reinen Phasen A und B stattfindet. Die Covul
kanisation findet nur in untergeordnetem Maße statt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, durch chemische Verknüpfung von
Fluorkautschuken und Polydiorganosiloxan-Oligo- und/oder -Polymeren auf
molekularer Ebene angekoppelte Kombinationen auf FKM und MQ herzustellen, die
eine homogene Polymerphase bilden und sich durch einen scharfen einheitlichen
Glasübergang auszeichnen, der zwischen dem der ursprünglich reinen FKM- und
Siliconkomponente liegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Fluorkautschuke, die sei
tenständige olefinische Doppelbindungen, wie in der nachfolgenden Formel I darge
stellt, enthalten, mit Polyorgano-H-siloxanoligo- oder Polymeren, umgesetzt werden.
F-Polymer-X-CH=CH2 (I)
Diese aus der Siliconchemie bekannte Si-H-Addition an eine endständige C,C-Dop
pelbindung wird thermisch, radikalisch oder durch Edelmetallkomplexkatalyse in
Lösung oder Substanz analog nachstehendem Schema durchgeführt:
P-X-CH=CH2 + -Si-H → P-X-CH2-CH2-Si-
Vulkanisierte Formkörper werden entweder in einem Schritt hergestellt, wobei die
Si-H-Addition selbst zum Aufbau des Netzwerkes genutzt wird, oder im Anschluß
an die Si-H-Addition, die in diesem Fall nur bis zu Fluorkautschuken mit Silicon
pfropfästen geführt wird, denen dann noch ein für den Fluorkautschuk geeignetes
Vernetzungssystem zugemischt wird.
Geeignet sind Fluorkautschuke mit seitenständigen Doppelbindungen, hergestellt
durch Copolymerisation von Fluormonomeren mit kleinen Mengen von geeigneten
Monomeren, die mindestens zwei olefinische Doppelbindungen besitzen, wie Alke
nylisocyanurate, Alkenylcyanurate und/oder nichtkonjugierte Diene; siehe DE-A
4 038 588 sowie die nicht vorveröffentlichte DE-A 4 114 598. Sie müssen fließfähig
sein und dürfen daher nicht im vernetzten Zustand vorliegen, d. h. sie dürfen Gelge
halte von nicht mehr als 10 Gew.-% aufweisen.
Unter den Polyorgano-H-Siloxanen, die zur Pfropfung von ungesättigte Gruppen
enthaltenden Fluorkautschuken herangezogen werden können, sind beispielsweise
solche zu verstehen, die je Molekül mindestens eine Si-H-Gruppe aufweisen und
Copolymere mit Einheiten der durchschnittlichen Formeln II und III sein sollen.
(R)aSiO(4-a)/2 (II)
Hb(R)aSiO(4-a-b)/2 (III)
R bedeutet gleiche oder verschiedene, von aliphatisch ungesättigten Bindungen freie,
einwertige Kohlenwasserstoffreste. Vorzugsweise sind alle Reste R Methylreste.
a kann einen Wert von 0 bis 2,5 annehmen; b kann einen Wert von 0,0005 bis 1
annehmen. Derartige Copolymere setzen sich im allgemeinen aus 50 bis
99.9999 mol-% Einheiten von (II) und 0.0001 bis 50 mol-% von (III) zusammen.
Diese Polyorgano-H-siloxane weisen eine Viskosität im Bereich von 10 bis 10 000
mPa·s/25°C, bevorzugt von 50 bis 1 000 000 mPa·s/25°C auf.
Die Si-H-Gruppe soll bevorzugt endständig, kann aber auch entlang der Kette
angeordnet sein.
Beispiele für Polyorgano-H-Siloxane der Formel (III) sind 1-Hydrido-1,1,3,3,3-pen
tamethyldisiloxan, 1-Hydrido-1,1,3,3,4,4,4-octamethyldisiloxan sowie Homologe
davon.
Die Polyorgano-H-Siloxane, die zur Pfropfung und/oder gleichzeitig zur Vernetzung
von ungesättigte Gruppen enthaltenden Fluorkautschuken herangezogen werden
können, sollen Copolymere aus Einheiten der Formeln (II) und (III) sein.
(R)c(H)dSiO(4-c-d)/2 (IV)
R ist identisch mit den Resten R in Formel II und III. c kann die Werte 0,1 oder 2
annehmen und die Summe c + d muß 1, 2 oder 3 sein.
Derartige Copolymere enthalten im allgemeinen 50 bis 99,99 mol-% Einheiten von
(II) und 0,0001 bis 50 mol-% Einheiten von (III). Die Polyorgano-H-Siloxane haben
eine Viskosität von 10 bis 1 000 000 mPa·s/25°C. Beispiele für solche
Polyorgano-H-Siloxane der Formel (IV) sind 1,3-Dimethyldisiloxan,
1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan und Homologe davon.
Als geeignete Katalysatoren für die Si-H-Addition an C,C-Doppelbindungen können
generell die von Lukevics [Russ. Chem. Rev. 46, 246 (1977)] beschriebenen Edel
metallkatalysatoren verwendet werden.
Geeignete Katalysatoren für die Addition von Si-gebundenem Wasserstoff an end
ständige C,C-Doppelbindungen sind insbesondere Platinkatalysatoren, die bisher für
die Herstellung von zu Elastomeren härtbaren Massen mit Vinylgruppen aufweisen
den Organopolysiloxanen eingesetzt wurden. Darunter sind Platinverbindungen wie
Hexachloroplatinsäure, Platinkomplexe, Platin-Olefin-Komplexe, Platin-Alko
hol-Komplexe, Platin-Ether-Komplexe, Platin-Aldehyd-Komplexe, Platin-Vinylsi
loxan-Komplexe, Platin auf Trägern, wie Kieselgel oder Kohlepulver, zu verstehen.
Bevorzugt eingesetzt werden Platinkatalysatoren wie Hexachloroplatinsäure und
Platin- 1,3-Divinyl- 1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplexe. Der Platinkatalysator
wird in Mengen von 0,5 bis 1000 ppm, berechnet als elementares Platin und bezo
gen auf das Gesamtgewicht der Organopolysiloxane und Fluorpolymere eingesetzt.
Die Addition von Si-H-Gruppen an endständige C,C-Doppelbindungen kann auch
peroxidisch erfolgen. Dafür geeignete Peroxide sind unter anderem Dibenzoyl
peroxid, N,N′-azobisisobutyronitril, t-Butylperacetat, Di-t-butylperoxid, Methyl
amylketonperoxid.
Die Herstellung einer Fluorkautschuk/Siliconkautschuk-Mischung mit anschlie
ßender Si-H-Addition an Vinylgruppen kann in Substanz, Lösung oder Emulsion
erfolgen. Zur Herstellung der Mischung in Substanz arbeitet man vorzugsweise mit
Kneter-Aggregaten oder mit Walzwerken. Die Durchführung der Reaktion in Lösung
geschieht vorzugsweise in Lösungsmitteln, in welchen beide Substanzklassen gelöst
werden können, wie z. B. Dimethylformamid oder Dimethylacetamid.
In einem 6-l-Autoklaven wurden 2500 ml entionisiertes Wasser vorgelegt. Darin
wurden 9 g Lithiumperfluoroctansulfonat und 15 g Kaliumperoxodisulfat gelöst. Die
se Lösung zeigt einen pH-Wert von 11. Dann wurde der geschlossene Autoklav drei
mal jeweils mit einem Stickstoffdruck von 10 bar beaufschlagt und anschließend auf
Normaldruck entspannt. In den Autoklaven wurden 640 g Hexafluorpropen und
486 g Vinylidenfluorid gegeben und das Reaktionsgemisch unter Rühren auf 50°C
erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur betrug der Autoklaveninnendruck
33 bar. Die Polymerisation wurde eingeleitet durch die kontinuierliche Zugabe von
50 ml pro Stunde einer wäßrigen Lösung, die 2 g Triethanolamin enthielt und in der
zusätzlich 1,9 g Triallylisocyanurat dispergiert waren. Während der Polymerisation,
die sich nach 17 min durch beginnende Druckabnahme bemerkbar machte, wurde
zur Aufrechterhaltung des Anfangsdrucks innerhalb von 80 min ein Monomerge
misch bestehend aus 180 g Vinylidenfluorid und 120 g Hexafluorpropen kontinu
ierlich nachgedrückt. Zur Beendigung der Polymerisation wurde der Autoklaven
inhalt abgekühlt und das nicht umgesetzte Gasgemisch abgelüftet. Es wurde eine
koagulatfreie wäßrige Emulsion, die einen pH-Wert von 4,3 bei einem Feststoff
gehalt von 13% aufwies, erhalten. Diese Emulsion wurde zum Koagulieren des
Produktes mit verdünnter Schwefelsäure auf einen pH-Wert von ca. 2 angesäuert und
in 3000 ml einer 4%igen wäßrigen Magnesiumsulfatlösung gegossen. Das Produkt
wurde mit Wasser gewaschen und dann getrocknet, wobei man 360 g eines kau
tschukartigen Copolymeren erhielt, das Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen und
Triallylisocyanurat enthält. Das Copolymer ist in Lösungsmitteln wie Dimethylform
amid, Dimethylacetamid, Aceton, Methylethylketon und Tetrahydrofuran löslich; die
Grenzviskosität beträgt 2,2 dl/g (DMF, 25°C). Das molare Verhältnis von Vinyli
denfluorid zu Hexafluorpropen im Copolymeren wurde durch 19F-Kernresonanz
spektroskopie bestimmt und beträgt 81 : 19. Mittels Stickstoffelementaranalyse
wurde der Gehalt an einpolymerisiertem TAiC von 0,7 Gew.-% bestimmt. Das Vor
handensein freier Doppelbindungen ließ sich durch Addition von Iodbromid nach
weisen. Die Iodzahl nach HANUS beträgt 2,0 g Iod/100 g Polymer. Der Mooney
wert ML4 (100°C) des Rohpolymeren beträgt 147.
Auf einem Zweiwalzen-Gummimischwalzwerk wurde eine Mischung aus 100 Gew.-
Tln. Fluorkautschuk mit 3 Gew.-Tln. Calziumhydroxid, 30 Gew.-Tln. Ruß MT
Black N 990, 4 Gew.-Tln. Percalink 301-50 (Triallyliso-cyanurat, 50%ig in inakti
ven Füllstoffen) und 3 Gew.-Tln. Percadox 14/40 K [1,3-Bis-(t-butylperoxy-isopro
pyl)-benzol, 40-%Tln inaktiven Füllstoffen] hergestellt. Diese Mischung wurde
20 min bei 180°C druckvulkanisiert. Danach folgte eine Nachvulkanisation durch
stufenweises Aufheizen der Formkörper (100×100×1-mm-Preßplatten) in einem
Umluftofen innerhalb von 4 h (1h/160°C, 1h/170°C, 2h/180°C) auf 200°C und
Temperung von 20 Stunden bei dieser Temperatur.
Das resultierende Vulkanisat (100×100×1 mm-Platten) besitzt folgende mechanische
Eigenschaften:
Härte 77 ShoreA,
Reißfestigkeit [N/mm2] 24,5 N/mm2,
und Reißdehnung 340%.
Bei einer temperaturabhängigen Schubmodulmessung (Brabender Torsionsautomat)
zeigt dieser vulkanisierte Fluorkautschuk einen Glasübergang bei -10°C.
Analog der im Beispiel 1 A beschriebenen Verfahrensweise wurden zur wäßrigen
Vorlage 320 g HFP und 180 g VDF sowie 3 g TAiC und 1 g Perfluorbutyliodid
gegeben und innerhalb von 14 h unter kontinuierlicher Zugabe von Triethanolamin
mit einer Rate von 1,5 g/h ein Gemisch aus 200 g Hexafluorpropen und 300 g Viny
lidenfluorid zur Aufrechterhaltung des Anfangsdrucks in den Autoklaven nachge
drückt. Gleichzeitig mit den Fluormonomeren wurde auf 100 Gew.-Teile F-Mono
mere eine Mischung aus 3,8 Gew.-Teilen TAiC, 0,08 Gew.-Teilen Perfluor
butyliodid und 2,6 Gew.-Teilen Essigsäuremethylester in den Autoklaven gepumpt.
Das resultierende Kautschukpolymer setzt sich aus 76,1% VDF, 23,5% HFP und
0,43% TAiC zusammen (alle Angaben in Mol-%). Die Iodzahl nach HANUS
beträgt 1,3 g Iod/100 g Polymer. Das Rohpolymere besitzt einen Mooneywert ML10
(100°C) von 94.
Analog der in 1 A beschriebenen Verfahrensweise wurden innerhalb von 4,5 h unter
kontinuierlicher Zugabe von Triethanolamin mit einer Rate von 3,3 g/h und von Tri
allylcyanurat mit 1 g/h 153 g Hexafluorpropen und 126 g Vinylidenfluorid zur Auf
rechterhaltung des Anfangsdrucks in den Autoklaven nachgeführt.
Das resultierende Kautschukpolymer setzt sich aus 80,8% VDF, 18,9% HFP und
0,2% TAiC zusammen (alle Angaben in Mol-%). Das Copolymer ist in den unter
1 A aufgezählten Lösungsmitteln ebenfalls löslich; die Grenzviskosität beträgt
1.0 dl/g (DMF, 25°C). Die Iodzahl nach HANUS beträgt 1,0 g Iod/100 g Polymer.
In einem 2-l-Rührkessel werden unter Schutzgas 17,37 g Tetramethyldisiloxan,
21,01 g Hexamethyldisiloxan und 961,61 g Octamethylcyclotetrasiloxan vorgelegt
und mit 1,0 g Schwefelsäure und 0,5 g Perfluorbutansulfonsäure versetzt. Anschlie
ßend wird auf 70°C aufgeheizt und 4 Stunden bei 70°C gerührt. Nach Zugabe von
2,63 g Ammoniumcarbonat wird 30 Minuten nachgerührt und der pH-Wert der
Gasphase geprüft. Wenn die Gasphase nicht basisch ist, werden nochmals 2,63 g
Ammoniumcarbonat zugegeben und 30 Minuten gerührt. Ist die Gasphase basisch,
wird abgekühlt und mit 1% Kieselgur filtriert. Das Filtrat wird bis 150°C bei einem
Druck von ca. 1 mbar ausgeheizt.
In einem Haake Meßkneter mit Nockenrotoren (50 ml) wurden 40 g Fluorkautschuk
aus Beispiel 1 C bei 120°C mit 2,7 g Polyorgano-H-Siloxan [(CH3)HSiO]30, Visko
sität: 15 mPa·s/25°C, vermischt mit 2,7 g Ruß MT Black N 990, sowie 2,7 g Tetra
methyltetravinylcyclotetrasiloxan, gemischt mit 2,7 g Ruß MT Black N 990 15 Mi
nuten geknetet. Aus dem Produkt wurden Preßvulkanisate hergestellt (30 Minuten,
200 bar, 175 bis 180°C). Das Produkt war bei 25°C in Dimethylfomamid löslich.
Der Glasübergang lag einheitlich bei -28,5°C (temperaturabhängige Schubmodul
messung mit Brabender Torsionsautomat).
In einem Haake Meßkneter mit Nockenrotoren (50 ml) wurden 40 g Fluorkautschuk
aus Beispiel 1 C bei 120°C mit 2,7 g Polyorgano-H-Siloxan (siehe oben), gemischt
mit 2,7 g Ruß MT Black N 990, vermischt anschließend wurden 2,7 g Platinkata
lysator (370 ppm Pt), gemischt mit 2,7 g Ruß MT Black N 990, zugegeben und unter
Abkühlung geknetet. Aus dem Produkt wurden Preßvulkanisate hergestellt (30 min,
200 bar, 175 bis 180°C). Das Produkt war in Dimethylformamid bei 100°C unlös
lich. Der Glasübergang lag einheitlich bei -24°C (temperaturabhängige Schubmodul
messung mit Brabender Torsionsautomat).
In einem Haake Meßkneter (65 ml) wurden 85 g Fluorkautschuk aus Beispiel 1 B
5 Minuten bei 40°C geknetet. Anschließend wurden 4 g Polyorgano-H-Siloxan der
Zusammensetzung [((CH3)HSiO)2O((CH3)2SiO)2O] mit einer Viskosität von
40 mPa·s/25°C (Beispiel 2A), gemischt mit 4 g VULKASIL S, dazugegeben und
5 Minuten bei 40°C geknetet. Danach wurde der Platinkatalysator (400 ppm Pt)
hinzugefügt und weitere 15 Minuten bei 40°C geknetet, wobei die Temperatur auf
80°C anstieg.
Auf einem Zweiwalzen-Gummimischwalzwerk wurde eine Mischung aus 100 Gew.-
Teilen des nach Beispiel 3 A hergestellten mit Silikon modifizierten Fluorkautschuks
mit 3 Gew.-Teilen Calziumhydroxid, 30 Gew.-Teilen Ruß MT Black N 990, 4 Gew.-
Teilen Percalink 301-50 (Triallylisocyanurat, 50%ig in inaktiven Füllstoffen) und
3 Gew.-Teilen Percadox 14/40 K (Fa. Akzo: 1,3-Bis-(t-butylperoxy-isopropyl)
benzol, 40%ig in Kreide) hergestellt. Diese Mischungen wurden 20 Minuten bei
180°C druckvulkanisiert. Danach folgte eine Nachvulkanisation durch stufenweises
Aufheizen der Formkörper (100×100×1-mm-Preßplatten) in einem Umluftofen
innerhalb von 4 h (1 W160°C, 1 h/170°C, 2 h/180°C) auf 200°C und Temperung von
20 Stunden bei dieser Temperatur.
Das resultierende Vulkanisat besitzt eine Härte (Shore A) von 69,8 und zeigt bei
einer temperaturabhängigen Schubmodulmessung (Brabender Torsionsautomat) bei
-13°C einen scharfen Glasübergang.
Analog der im Beispiel 3 B beschriebenen Verfahrensweise wurde ein vulkanisierter
Formkörper des reinen, nicht mit Silikon modifizierten Fluorkautschuks aus Beispiel
1 B hergestellt. Der bei der temperaturabhängigen Schubmodulmessung sichtbar
werdende Glasübergang liegt bei -6°C.
a) In einem Haake Meßkneter (65 ml) wurden 79 g Fluorkautschuk aus Beispiel
1 B 5 Minuten bei 40°C geknetet. Anschließend wurden 16,73 g Polyor
gano-H-siloxan der Zusammensetzung (CH3HSiO)20[(CH3)2SiO)20 mit einer
Viskosität von 40 mPa·s/25°C, gemischt mit 8,37 g VULKASIL S, dazugege
ben und 5 Minuten bei 40°C geknetet. Danach wurde der Platinkatalysator
(400 ppm Pt) zugegeben und 15 Minuten bei 80°C geknetet.
b) Vulkanisationsmischung
50 Gew.-Teile des nach 5 a) hergestellten, mit Silikon modifizierten Fluorkau
tschuks wurden zunächst mit 50 Gew.-Teilen des Fluorkautschuks aus Beispiel
1A auf einem Zweiwalzen-Gummimischwalzwerk gemischt. Audieser
Kautschukmischung wurde anschließend nach der analogen, im Beispiel 3B
beschriebenen Verfahrensweise zu vulkanisierten Formkörpern verarbeitet.
Das Vulkanisat wies eine Härte (Shore A) von 68, eine Zugfestigkeit von
20 MPa sowie eine Zugdehnung von 275% auf. Bei der temperaturabhängigen
Schubmodulmessung wurde ein Glasübergang bei -12°C gefunden. Der
Glasübergang der analog vulkanisierten Mischung der reinen Fluorkautschuke
aus Beispielen 1A und 1C liegt bei -7°C.
In Tabelle 1 sind die Eigenschaften der Vulkanisate aus den Beispielen 3 bis 5
gegenüberstellt.
Claims (3)
1. Eine chemisch verknüpfbare Mischung, enthaltend
(1) 98 bis 80 Gew.-% eines doppelbindungshaltigen Fluorelastomers mit seitenständigen, olefinischen Doppelbindungen,
(2) 2 bis 20 Gew.-% mindestens einer der Si-H-Gruppen enthaltenden Siliconoligomere, Siliconelastomere, Fluorsiliconelastomere,
(3) einen edelmetallhaltigen Katalysator und/oder ein organisches Peroxid
(4) sowie gegebenenfalls Füllstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren etc.
(1) 98 bis 80 Gew.-% eines doppelbindungshaltigen Fluorelastomers mit seitenständigen, olefinischen Doppelbindungen,
(2) 2 bis 20 Gew.-% mindestens einer der Si-H-Gruppen enthaltenden Siliconoligomere, Siliconelastomere, Fluorsiliconelastomere,
(3) einen edelmetallhaltigen Katalysator und/oder ein organisches Peroxid
(4) sowie gegebenenfalls Füllstoffe, Farbstoffe, Stabilisatoren etc.
2. Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Si-enthaltende
Polymer (2) ein Si-gebundene Wasserstoffe aufweisendes Organopolysiloxan
ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer chemisch verknüpften Kombination aus der
Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Addition
der Si-H-Funktion an die Doppelbindung thermisch, radikalisch oder durch
Edelmetall-Komplex-Katalyse in Lösung oder Substanz erfolgt.
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