DE60203654T2

DE60203654T2 - Bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60203654T2
Application number: DE60203654T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Sakamoto; Tsuneo Kimura
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: US20020137869A1; US6753398B2; EP1231222A1; EP1231222B1; DE60203654D1

Description

Diese Erfindung betrifft bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzungen und insbesondere bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzungen vom Kondensationshärtungstyp mit Schnell- und Tiefenhärtungseigenschaften.
HINTERGRUND
Gegenwärtig kommen elastische Dichtungsmaterialien in einer Vielzahl verschiedener Anwendungen zum Einsatz, üblicherweise in Gebäuden und Kraftfahrzeugen. Bei der Verwendung werden die Dichtungsmaterialien in die Verbindungsstellen und Spalten zwischen verschiedenen Elementen zur Bildung von wasser- und gasdichten Dichtungen eingefüllt. Die Dichtungsmaterialien müssen deshalb, nachdem sie in die Verbindungsstellen oder um Fensterrahmen herum eingefüllt worden sind, rasch härten und mit verschiedenen Substraten, die üblicherweise aus anorganischen Materialien wie Glas, Keramik, Metall, Zement und Mörtel sowie organischen Materialien wie etwa Kunststoff bestehen, eine feste Bindung ausbilden.
Bei Raumtemperatur schnell härtende, gesättigte Kohlenwasserstoff-Polymerzusammensetzungen sind dafür bekannt, als solche Dichtungsmaterialien wirksam zu sein. Zur Verbesserung der Haftung solcher Zusammensetzungen sind, wie in JP-A 11-209701 offenbart, eine Grundierungszusammensetzung und ein Bindungsverfahren vorgeschlagen worden. Diese Zusammensetzungen sind jedoch nicht zufrieden stellend, wodurch ein Bedarf an weiteren Verbesserungen der Härtungsleistung besteht.
Ein Ziel der Erfindung ist, eine bei Raumtemperatur schnell härtende Zusammensetzung vom Kondensationshärtungstyp bereitzustellen, die eine verbesserte Härtbarkeit, insbesondere bezüglich Schnellhärtung bei Raumtemperatur und Tiefenhärtung aufweist.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass durch Blending von (A) einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000, das an den Enden der Hauptkette und/oder von Seitenketten zumindest zwei hydrolysierbare Silylgruppen pro Molekül trägt, und (B) einer organi schen Verbindung mit zumindest einer C=O-Gruppe pro Molekül sowie (C) einer organischen Verbindung mit zumindest einer NH₂-Gruppe pro Molekül, wobei die Komponenten (B) und (C) so gewählt sind, dass die C=O- und NH₂-Gruppen in den jeweiligen Komponenten miteinander reaktiv sind, eine bei Raumtemperatur schnell härtende Zusammensetzung vom Kondensationshärtungstyp erhalten werden kann, die Verbesserungen sowohl bezogen auf die Schnellhärtung bei Raumtemperatur als auch die Tiefenhärtung aufweist.
Bei Raumtemperatur schnell härtbare, auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Organopolysiloxanzusammensetzungen vom Kondensationshärtungstyp inkludieren Zusammensetzungen vom Einkomponententyp, die zur Vernetzungsbeschleunigung mittels Hydrolyse als Basispolymer ein Organopolysiloxan mit Hydroxy-Endgruppen an beiden Enden und einen Vernetzer (in minimaler Menge) umfassen, sowie Zusammensetzungen vom Zweikomponententyp, worin ein Organopolysiloxan mit Hydroxy-Endgruppen an beiden Enden als Basispolymer und ein Vernetzer getrennt verpackt sind.
Die Zusammensetzungen vom Einkomponententyp werden jedoch nicht als schnell härtend angesehen, da diese lediglich an der Oberfläche schnell härten und eine gewisse Zeit brauchen, bis sie tiefengehärtet sind. Im Gegensatz dazu härten die Zusammensetzungen vom Zweikomponententyp, bezogen auf die Tiefenhärtung, relativ schnell, wobei sie jedoch bei einem von 1:1 abweichenden Mischungsverhältnis der zwei Komponenten in der Handhabung schwierig sind, womit diese Zusammensetzungen nicht mit einem automatischen Mischverteiler verwendet werden können. Damit vollständige Tiefenhärtung möglich wird, muss die Menge an Hydroxyl an beiden Enden des Organopolysiloxans oder Polyoxyalkylenpolymers und die Menge des Vernetzers genau gesteuert oder zusätzlich Wasser als Tiefenhärtungsmittel zugesetzt werden.
Andererseits funktionieren die Organopolysiloxanzusammensetzungen vom Additionshärtungstyp effizient, da die zwei Komponenten in einem Verhältnis von 1:1 ver mischt werden. Die Betriebsumgebung unterliegt jedoch gewissen Einschränkungen, da zum Härten im Allgemeinen ein Härtungsofen erforderlich ist und der Härtungskatalysator durch Gegenwart eines Additionsgiftstoffes vergiftet werden kann.
Zur Lösung dieser Probleme haben die Erfinder in JP-A 5-279570 eine Zusammensetzung vorgeschlagen, die ein Diorganopolysiloxan oder ein Polyoxyalkylen als Basispolymer, eine organische Verbindung mit einer Doppelbindung in Form einer C=O-Gruppe und eine organische Verbindung mit einer NH₂-Gruppe umfasst, worin zur Kondensationshärtung statt einer direkten Wasserzugabe Wasser in der Zusammensetzung durch Umsetzung zwischen den organischen Verbindungen gebildet wird. Die Zusammensetzung weist verbesserte Schnell- und Tiefenhärtungseigenschaften auf. Die Zusammensetzungen auf Siliconbasis verfügen jedoch über geringere Fleckenbeständigkeit als die Dichtungsmittel, und die Zusammensetzungen auf Polyetherbasis sind nicht in zufrieden stellendem Ausmaß beständig und härtbar. Wenn gesättigte Kohlenwasserstoffpolymere verwendet werden, ist die Fleckenbeständigkeit gut, die Härtbarkeit, verglichen mit den Zusammensetzungen auf Siliconbasis, jedoch sehr gering.
Nach weiteren Forschungen haben die Erfinder herausgefunden, dass in einer Zusammensetzung, die ein gesättigtes Kohlenwasserstoffpolymer (A), eine organische Verbindung (B) und eine organische Verbindung (C) umfasst, die Vernetzungsreaktion zwischen einer hydrolysierbaren Silylgruppe am Ende der Hauptkette und/oder einer Seitenkette des gesättigten Kohlenwasserstoffpolymers (A) und Luftfeuchtigkeit stattfindet und parallel dazu eine Kondensationsreaktion unter Wasserabspaltung zwischen der Verbindung (B) und der Verbindung (C) gemäß nachstehendem Schema (I) abläuft: R₂C=O + H₂NR' → R₂C=NR' + H₂O (I)worin R und R' organische Gruppen sind, die auch die Vernetzungsreaktion mit dem in der Tiefe der Zusammensetzung gebildeten Wasser voranschreiten lassen. Infol gedessen haben die Erfinder herausgefunden, dass die Zusammensetzungen hinsichtlich Schnellhärtung verbessert und auch hinsichtlich Tiefenhärtung stark verbessert sind. Zudem weisen die Zusammensetzungen gute Fleckenbeständigkeit und Haltbarkeit auf.
Somit ist auch das Problem der Wasserabtrennung und der Abnahme der Verarbeitbarkeit aufgrund erhöhter Thixotropie, wie dies bei Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik vorkommt, worin Wasser als ein Mittel zur Tiefenhärtung zugesetzt wird, gelöst.
Folglich stellt die Erfindung eine bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzung bereit, die Folgendes umfasst: (A) 100 Gewichtsteile eines gesättigten Kohlenwasserstoffpolymers mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000, das an den Enden der Hauptkette und/oder von Seitenketten zumindest zwei hydrolysierbare Silylgruppen pro Molekül trägt; (B) eine organische Verbindung mit zumindest einer C=O-Gruppe pro Molekül in einer Menge, um 0,001 bis 1 mol C=O-Gruppen pro 100 Gewichtsteile an Polymer (A) bereitzustellen; und (C) eine organische Verbindung mit zumindest einer NH₂-Gruppe pro Molekül in einer Menge, um 0,001 bis 1 mol NH₂-Gruppen pro 100 Gewichtsteile an Polymer (A) bereitzustellen, wobei die Komponenten (B) und (C) so gewählt sind, dass die C=O- und NH₂-Gruppen in den jeweiligen Komponenten miteinander reaktiv sind.
Andere Aspekte umfassen die Herstellung solcher Zusammensetzungen (Anspruch 14) und deren Verwendung als Dichtungsmittel (Anspruch 15).
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Komponente (A)
Die Komponente (A) ist ein Basispolymer. Mit der Ausnahme von Polyetherpolymeren können beliebige gesättigte Kohlenwasserstoffpolymere verwendet werden. Das gesättigte Kohlenwasserstoffpolymer muss an den Enden der Hauptkette und/oder von Seitenketten zumindest zwei hydrolysierbare Silylgruppen aufweisen. Aufgrund der Gegenwart von hydrolysierbaren Silylgruppen wird das Basispolymer in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit und Wasser, das durch die im weiteren Verlauf beschriebene Umsetzung der Komponenten (B) und (C) gebildet wird, einer Hydrolyse und Polykondensation unterzogen und bildet ein gehärtetes Produkt aus Kautschukelastomer aus.
Die hydrolysierbare Silylgruppe ist als ein Siliciumatom definiert, das zumindest eine daran gebundene hydrolysierbare Gruppe aufweist, und wird durch folgende Formel dargestellt:
worin X eine hydrolysierbare Gruppe ist, p eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und R¹ eine substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ist. Beispiele für die hydrolysierbare Gruppe (X) umfassen Carboxyl-, Ketoxim-, Alkoxy-, Alkenoxy-, Amino-, Aminoxy- und Amidgruppen. Die an ein einzelnes Siliciumatom gebundene hydrolysierbare Gruppe ist nicht auf eine Gruppe beschränkt, d.h. es können auch zwei oder drei hydrolysierbare Gruppen an ein gemeinsames Siliciumatom gebunden sein. Natürlich können auch eine oder mehrere andere organische Gruppen an das Siliciumatom gebunden sein, das die daran gebundene(n) hydrolysierbare(n) Gruppe(n) aufweist. Als Beispiele für organische Gruppen (R¹) kommen Alkylgruppen, wie z.B. Methyl, Ethyl und Propyl, Cycloalkylgruppen, wie z.B. Cyclohexyl, Alkenylgruppen, wie z.B. Vinyl und Allyl, Arylgruppen, wie z.B. Phenyl und Tolyl, und substituierte Vertreter der vorangegangenen Gruppen in Frage, worin einige Wasserstoffatome durch Halogenatome ersetzt sind, wie z.B. Chlormethyl und 3,3,3-Trifluorpropyl.
Das Basispolymer (A) sollte ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000 aufweisen. Außerhalb dieses Bereichs kommt es zu Problemen, ein schließlich Schwierigkeiten zum Ausbilden eines gehärteten Kautschuks mit zufrieden stellenden Eigenschaften sowie zu ineffizientem Funktionieren.
Das Basispolymer ist nicht entscheidend, sofern es aus ungesättigten Kohlenwasserstoffpolymeren, wie z.B. Ethylenpolymeren, Propylenpolymeren und Isobutylenpolymeren, ausgewählt ist. Vorzugsweise weist das Polymer (A) in seiner Hauptkette eine Struktur der nachstehenden allgemeinen Formel (1) auf:
worin die Gruppen R, die gleich oder unterschiedlich sein können, unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen sind und m und n positive ganze Zahlen sind, sodass das Polymer ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000 aufweist. Noch bevorzugter weist das Polymer (A) nachstehende allgemeine Formel (2) auf:
worin R und R¹, die gleich oder unterschiedlich sein können, substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen sind, X wie oben definiert eine hydrolysierbare Gruppe ist, p eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, vorzugsweise 2 oder 3, und m und n wie oben definiert positive ganze Zahlen sind. Die Beispiele für die Gruppen R sind dieselben wie für die organischen Gruppen (R¹), im Unterschied zu den hydrolysierbaren Gruppen, die oben in Zusammenhang mit den hydrolysierbaren Silylgruppen angeführt sind. Die Buchstaben m und n sind so, dass das ungesättigte Kohlenwasserstoffpolymer ein zahlenmittleres Molekulargewicht im oben definierten Bereich aufweist.
Komponente (B)
Die Komponente (B) ist eine organische Verbindung mit zumindest einer C=O-Gruppe pro Molekül, die mit einer organischen Verbindung, die zumindest eine NH₂-Gruppe pro Molekül aufweist, als Komponente (C) reagiert, um Wasser zu bilden, das im tiefen Inneren der Zusammensetzung als Härter dient.
Jegliche gewünschte organische Verbindungen können verwendet werden, sofern sie eine Carbonylgruppe (C=O) aufweisen, die wie in Schema (I) dargestellt reaktionsfähig ist. Beispiele umfassen Ketone, wie z.B. Aceton, Methylethylketon und Acetophenon, Ester, wie z.B. Ethylacetat, Butylacetat, Methylpropionat, Ethylacrylat und Butyrolacton, Amide, wie z.B. Dimethylformamid, Diethylacetamid und Butyrolactam, Carbonsäuren, wie z.B. Essigsäure, Propionsäure und Benzoesäure, Silanhaftvermittler, welche die vorangegangenen Beispiele als funktionelle Gruppe aufweisen, sowie Oligomere und Polymere mit C=O-Gruppen. Unter anderem werden Ketone besonders bevorzugt. Hinsichtlich sterischer Hinderung während der Umsetzung mit Komponente (C) wird eine Verbindung bevorzugt, worin das Kohlenstoffatom an der α-Position, bezogen auf die Carbonylgruppe, ein primäres Kohlenstoffatom, sekundäres Kohlenstoffatom oder ein Teil eines aromatischen Rings ist. Wenn das Kohlenstoffatom an der α-Position wie üblich ein tertiäres Kohlenstoffatom ist, kann die Reaktionsfähigkeit mit Aminogruppen gering sein, wobei die gewünschte Härtung nicht erzielt wird. Diese Verbindungen können allein oder als Gemische zweier oder mehrerer eingesetzt werden.
Die beigemischte Menge an Komponente (B) ist so gewählt, dass 0,001 bis 1 mol und vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mol Carbonylgruppen (C=O) pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A) vorhanden sind. Geringere Mengen an Komponente (B) können keine zufrieden stellende Tiefenhärtung erzielen, während ein Überschuss an Komponente (B) zu gehärteten Elastomeren führt, die nicht über die gewünschten physikalischen Eigenschaften verfügen.
Komponente (C)
Komponente (C) ist eine organische Verbindung mit zumindest einer NH₂-Gruppe, die mit der Komponente (B) zur Bildung von Wasser reagiert, das, wie oben beschrieben, im tiefen Inneren der Zusammensetzung als Härter dient.
Jegliche gewünschte organische Verbindungen können verwendet werden, sofern sie eine reaktive Aminogruppe (NH₂) aufweisen, die, beispielsweise wie in Schema (I) dargestellt, reaktionsfähig ist. Beispiele umfassen Amine, wie z.B. Methylamin, Ethylamin, Butylamin, Ethylendiamin und Anilin, Silanhaftvermittler, die NH₂ als funktionelle Gruppe aufweisen, z.B. γ-Aminopropyltriethoxysilan, sowie Oligomere und Polymere mit NH₂-Gruppen. Hinsichtlich sterischer Hinderung während der Umsetzung mit Komponente (B) ist Komponente (C) vorzugsweise eine organische Verbindung, worin das Kohlenstoffatom an der α-Position, bezogen auf die Aminogruppe, ein primäres Kohlenstoffatom, sekundäres Kohlenstoffatom oder ein Teil eines aromatischen Rings ist. Wenn das Kohlenstoffatom an der α-Position wie üblich ein tertiäres Kohlenstoffatom ist, kann die Reaktionsfähigkeit der Aminogruppe in Komponente (C) mit der Carbonylgruppe in Komponente (B) abnehmen, wodurch die gewünschte Wirkung mitunter nicht erzielt wird. Diese Verbindungen können allein oder als Gemische zweier oder mehrerer eingesetzt werden.
Die eingemischte Menge an Komponente (C) ist so gewählt, dass 0,001 bis 1 mol und vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mol Aminogruppen (NH₂) pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A) vorhanden sind. Geringere Mengen an Komponente (C) können keine zufrieden stellende Tiefenhärtung erzielen, während ein Überschuss an Komponente (C) zu gehärteten Elastomeren führt, die nicht über die gewünschten physikalischen Eigenschaften verfügen.
Die Komponenten (B) und (C) werden vorzugsweise so eingemischt, dass das Molverhältnis zwischen C=O und NH₂ in einem Bereich von 1:10 bis 10:1, insbesondere von 1:5 bis 5:1, liegen kann.
Andere Komponenten
Zusätzlich zu den vorangegangenen essentiellen Komponenten (A) bis (C) können zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung verschiedene andere Additive zugesetzt werden. Vorzugsweise verschlechtern diese die Schnellhärtung und die Tiefenhärtung bei Raumtemperatur nicht. Da es für die Erfindung entscheidend ist, dass, wie in Schema (I) angeführt, die Komponenten (B) und (C) zur Bildung von Wasser, das als Mittel zur Tiefenhärtung dient, miteinander reagieren, werden die organischen Verbindungen für die Komponenten (B) und (C) natürlich so gewählt, dass dieser Reaktionstyp umgehend ablaufen kann, wobei die verschiedenen optionalen Additive so gewählt werden müssen, dass sie die Bildung von Wasser nicht behindern.
Als übliches Additiv zur Beimischung in die Zusammensetzung wird vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff-Weichmacher (D), wie z.B. Paraffinprozessöl, verwendet. Der Kohlenwasserstoff-Weichmacher wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 200 Gewichtsteilen, insbesondere von 10 bis 100 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A) eingemischt.
Andere veranschaulichende Additive umfassen Kondensationskatalysatoren, wie z.B. organische Zinnester, organische Titanatester, Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan; Lagerstabilisatoren, wie z.B. Methyltrimethoxysilan, Methyltripropenoxysilan, Vinyltributanoximsilan und Methyltriacetoxysilan; und Verstärkungsfüllstoffe, wie z.B. Kieselpuder, Kieselhydrogel, Quarzmehl, Titanoxid, Aluminiumoxid, Kohlepulver, Bentonit, Holzschnipsel, Faserbrei, Baumwollschnipsel, Asbest, Glasfasern, Kohlefasern, Glimmer, gemahlene Wallnussschalen, gemahlene Spreu, Graphit, Diatomeenerde, Porzellanerde, Kieselsäureanhydrid, Ruß, Calciumcarbonat, Lehm, Talk, Magnesiumcarbonat, Aluminiumfeinpulver, Druckpulver und Zinkpulver. Davon werden Kieselhydrogel, Kieselpuder, Ruß, Calciumcarbonat, Titanoxid und Talk bevorzugt. Ebenso sind Radikalfänger und Antiozonisatoren, wie z.B. phenolische Antioxidantien, aromatische Amine als Antioxidantien, schwefelhaltige Hydroperoxide als Zersetzungsmittel, phosphorhaltige Hydroperoxide als Zersetzungsmittel, Benzotriazol-UV-Absorber, Salicylat-UV-Absorber, Benzophenon-UV-Absorber, sterisch gehin derte Amine als Lichtstabilisatoren und Nickel-Lichtstabilisatoren miteingeschlossen. Zudem sind Faserfüllstoffe, wie z.B. Asbest, Glasfasern und organische Fasern, Färbemittel, wie z.B. Pigmente und Farbstoffe, Hitzebeständigkeitsmodifikatoren, wie z.B. Kolkothar und Ceroxid, Frostbeständigkeitsmodifikatoren, Dehydratisierungsmittel, Rostschutzmittel, Klebrigmacher, wie z.B. γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, flüssige Verstärkungsmittel, wie z.B. ein Polysiloxan-Netzwerk, das aus Triorganosiloxyeinheiten und SiO₂-Einheiten besteht, Metallinaktivierungsmittel, Schmiermittel, Farbstoffe und Schäumungsmittel, enthalten. Diese Additive können in herkömmlichen Mengen eingesetzt werden.
Härtbare Zusammensetzung
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann als bei Raumtemperatur schnell härtbare Zusammensetzung vom Einkomponententyp formuliert werden, indem vorbestimmte Mengen an Komponente (A) bis (C) und optionalen Komponenten, falls erforderlich, in einer trockenen oder wasserfreien Atmosphäre einheitlich vermischt werden. Zur Gewährleistung der Lagerfestigkeit können Komponente (B) oder (C) vor dem Einmischen in eine bei Raumtemperatur schnell härtbare Zusammensetzung vom Einkomponententyp in Mikrokapseln verpackt werden.
Alternativ dazu kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Zweikomponententyp formuliert werden, wobei die zwei Komponenten bei Verwendung vermischt werden. In einem Beispiel besteht eine Komponente aus den Komponenten (A) und (B) und die andere Komponente aus den Komponenten (A) und (C). In diesen Beispielen können die zwei Teile in einem Verhältnis von 1:1 vermischt werden.
Die so erhaltene erfindungsgemäße Zusammensetzung härtet in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit. Während des Vorgangs wird in den Tiefen zur dortigen Einleitung der Härtung Wasser gebildet. Das Härten an der Oberfläche und das Härten in der Tiefe findet gleichzeitig statt, was die Schnell- und Tiefenhärtung vereinfacht.
Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Zweikomponententyp formuliert wird, woraufhin die zwei Komponenten bei Verwendung vermischt werden, erweist sich das Mischen aufgrund des Mischungsverhältnisses von 1:1 als äußerst einfach durchzuführender Vorgang. Zudem sind die jeweiligen Komponenten leicht erhältlich. Somit ist die Erfindung für praktische Anwendungen von großem Wert.
Aufgrund der Vorteile hinsichtlich Schnell- und Tiefenhärtung sowie der Fleckenbeständigkeit und Haltbarkeit eignet sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung besonders als Dichtungsmaterial für Kraftfahrzeugsöle und ebenso als Dichtungsmittel und Einbettmasse in elektrischen und elektronischen Anwendungen, bei denen zur Herstellung einfache und effiziente Schritte höchst erforderlich sind.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele der Erfindung dienen zur Veranschaulichung und nicht als Einschränkung. Es ist zu beachten, dass die Viskosität bei 23°C gemessen wurde, Mn für zahlenmittleres Molekulargewicht, Mw für gewichtsmittleres Molekulargewicht und Me für Methyl steht.
Vergleichsbeispiel 1
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der nachstehenden Formel (3) (Mn = 5.800, Mw/Mn = 1,21) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 3,0 g Dibutylzinndilaurat, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.) und 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.) vermischt wurden.
Die Zusammensetzung wurde zu einer Platte mit 2 mm Dicke verarbeitet, die in einer Atmosphäre mit 23 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % eine Stunde lang stehen gelassen wurde. Das resultierende Kautschukelastomer wurde gemäß JIS K-6249 auf physikalische Eigenschaften (Härte, Dehnung und Zugfestigkeit) überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. In einem gesonderten Vorgang wurde die Zusammensetzung in einen Glaszylinder mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge von 100 mm gegossen und in einer Atmosphäre mit 23 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 % 24 Stunden lang zum Härten stehen gelassen. Nach Beendigung des Härtens wurde das gehärtete Produkt durch Zerbrechen des Glaszylinders entnommen. Die Dicke eines Abschnitts des gummiartigen Elastomers ergab bei der Messung 0,5 mm.
Beispiel 1
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der Formel (3) (Mn = 5.800, Mw/Mn = 1,21) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.), 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.), 2,90 g (0,05 mol) Aceton, 6,45 g (0,05 mol) n-Butylamin und 3,0 g Dibutylzinndilaurat vermischt wurden.
Die Kautschukeigenschaften dieser Zusammensetzung wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 überprüft; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt. Wie auch in Vergleichsbeispiel 1 wurde die Zusammensetzung in einem Glaszylinder gehärtet, und die Dicke eines Abschnitts des gummiartigen Elastomers ergab bei der Messung 100 mm. Somit ist klar, dass die Zusammensetzung innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung gute Eigenschaften bezüglich Tiefenhärtung aufweist.
Vergleichsbeispiel 2
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der nachstehenden Formel (4) (Mn = 5.800, Mw/Mn = 1,21) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 1,0 g Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.) und 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.) vermischt wurden.
Die Kautschukeigenschaften dieser Zusammensetzung wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 überprüft; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 2
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der Formel (4) (Mn = 5.800, Mw/Mn = 1,21) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 2,90 g (0,05 mol) Aceton, 11,05 g (0,05 mol) γ-Aminopropyltriethoxysilan, 1,0 g Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.) und 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.) vermischt wurden.
Die Kautschukeigenschaften dieser Zusammensetzung wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 überprüft; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Vergleichsbeispiel 3
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der Formel (4) (Mn = 11.000, Mw/Mn = 1,45) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 1,0 g Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.) und 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.) vermischt wurden.
Die Kautschukeigenschaften dieser Zusammensetzung wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 überprüft; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Beispiel 3
Eine härtbare Zusammensetzung wurde hergestellt, indem unter wasserfreien Bedingungen 150 g eines Gemischs aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer der Formel (4) (Mn = 11.000, Mw/Mn = 1,45) und Paraffinprozessöl (Handelsbezeichnung: Diana Process PS-32, von Idemitsu Industries, Ltd.) als Kohlenwasserstoff-Weichmacher in einem Gewichtsverhältnis von 2:1, 2,90 g (0,05 mol) Aceton, 11,05 g (0,05 mol) γ-Aminopropyltriethoxysilan, 1,0 g Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan, 75 g kollodiales, leichtes Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung; MT-100, von Maruo Calcium K.K.), 75 g schweres Calciumcarbonat (Handelsbezeichnung: Softon 1500, von Shiraishi Calcium K.K.) und 10 g Kieselpuder (Handelsbezeichnung Aerosil R-972, von Nippon Aerosil Co., Ltd.) vermischt wurden.
Die Kautschukeigenschaften dieser Zusammensetzung wurden wie in Vergleichsbeispiel 1 überprüft; die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Tabelle 1

n.m. = nicht messbar

Es wurde eine bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzung vom Kondensationshärtungstyp beschrieben, die auf einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer basiert und verbesserte Schnell- und Tiefenhärtungseigenschaften aufweist.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2001-034340 ist hierin durch Verweis aufgenommen.

Claims

Bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzung, umfassend: (A) 100 Gewichtsteile eines gesättigten Kohlenwasserstoffpolymers mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000, das an den Enden der Hauptkette und/oder von Seitenketten zumindest zwei hydrolysierbare Silylgruppen pro Molekül trägt; (B) eine organische Verbindung mit zumindest einer C=O-Gruppe pro Molekül in einer Menge, um 0,001 bis 1 mol C=O-Gruppen pro 100 Gewichtsteile an Polymer (A) bereitzustellen; und (C) eine organische Verbindung mit zumindest einer NH₂-Gruppe pro 100 Gewichtsteile an Polymer (A), wobei die Komponenten (B) und (C) so gewählt sind, dass die C=O- und NH₂-Gruppen in den jeweiligen Komponenten miteinander reaktiv sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Polymer (A) aus Ethylenpolymeren, Propylenpolymeren und Isobutylenpolymeren ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Polymer (A) in seiner Hauptkette einer Struktur der folgenden allgemeinen Formel (1) aufweist:
worin die Gruppen R unabhängig voneinander substituierte oder unsubstituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen sind und m und n positive ganze Zahlen sind, sodass das Polymer (A) ein zahlenmittleres Molekulargewicht im Bereich von 500 bis 50.000 aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin in Polymer (A) die hydrolysierbaren Silylgruppen aus Gruppen der Formel
ausgewählt sind, worin X eine aus Carboxyl, Ketoxim, Alkoxy, Amino, Aminoxy und Amid ausgewählte hydrolysierbare Gruppe ist, p eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und R¹ halogensubstituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3 und Anspruch 4, worin das Polymer (A) die folgenden allgemeine Formel (2) aufweist:
worin R, R¹, m, n, p und X wie in den Ansprüchen 3 und 4 definiert sind.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die organische Verbindung (B) ein Keton ist.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die organische Verbindung (C) aus Methylamin, Ethylamin, Butylamin, Ethylendiamin, Anilin, Silanhaftvermittlern mit einer funktionellen NH₂-Gruppe und Oligomeren und Polymeren mit NH₂-Gruppen ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Menge an Komponente (B) so gewählt ist, dass 0,01 bis 0,1 mol ihrer Carbonylgruppen (C=O) pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A) vorhanden sind.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Menge an Komponente (C) so gewählt ist, dass 0,01 bis 0,1 mol ihrer Aminogruppen (NH₂) pro 100 Gewichtsteile an Komponente (A) vorhanden sind.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die relative Menge der Komponenten (B) und (C) so gewählt ist, dass das Molverhältnis zwischen C=O und NH₂ 1:10 bis 10:1 beträgt.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die ferner (D) einen Kohlenwasserstoff-Weichmacher umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die eine Einkomponenten-Zusammensetzung ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die eine Zweikomponenten-Zusammensetzung ist, wobei eine Komponente ein Gemisch aus (A) und (B) umfasst und die andere Komponente ein Gemisch aus (A) und (C) umfasst.
Verfahren, umfassend die Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Dichtungsmittel.