AT394371B

New plastics additives based on modified silica, their use and processes for their preparation

Abstract

Physiologically harmless plastics additives with good migration properties, based on modified silica. Reacting finely divided silica with organodichlorosilanes containing hydrogen bonded to silicon, in particular methyldichlorosilane, first introduces H-Si groups into the SiO2 particles via hydrolysis-stable siloxane bonds. By reactions in which the H-Si groups are added to compounds which contain C-C multiple bonds and may also contain other reactive groups (e.g. CH2 = CH-C6H4-, HO-, NH2-, HOOC-, HS-, -CONH2, -N = C = O, 2-oxacyclopropyl, -C6H4N2+X-, gives, inter alia, a wide variety of new silica derivatives, e.g. pigments, flame retardants, light stabilizers, antioxidants, optical brighteners, heat stabilizers, fillers grafted with vinyl monomers, and also new reactive fillers for curing isocyanate resins, epoxy resins, alkyd resins or unsaturated polyester resins or, respectively for vulcanising polysiloxanes or polydienes to give the corresponding rubbers.

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24 claims: 24 independent, 0 dependent

  1. 1
    CLAIMS PATENTANSPRÜCHE 1. Finely divided silica which contains radicals II covalently bonded via hydrolysis-resistant siloxane bonds, (Π) where Rj is an aliphatic, aliphatic-aromatic or aromatic radical. 1. Feinteiliges Siliciumdioxid, das kovalent über hydrolysebeständige Siloxanbindungen gebundene Reste II enthält, (Π) worin Rj einen aliphatischen, aliphatisch-aromatischen oder aromatischen Rest bedeutet.
  2. 2
    Feinteiliges Siliciumdioxid, das kovalent über hydrolysebeständige Siloxanbindungen gebundene Reste III enthält, (III) worin Rj die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, R2 für -CH2-CH2- oder -CH(CHß)- steht und X einen aliphatischen, aliphatisch-aromatischen, aromatischen oder heteroaromatischen Rest bedeutet, der gegebenenfalls weitere reaktive Gruppen enthalten kann, insbesondere polymerisationsfähige Doppelbindungen, HO-, H2N-, HS-, HOOC-, H2N-CO-, ch2-ch- , oder OCN-Gruppen, und R2-X auch Vinyl bedeuten kann. Second Finely divided silica containing residues III covalently bound by hydrolysis-resistant siloxane bonds, (III) wherein Rj is as defined in claim 1, R2 for -CH2-CH2- or -CH (CH 3) - and X is an aliphatic, aliphatic-aromatic, aromatic or heteroaromatic radical which may optionally contain further reactive groups, in particular polymerizable double bonds, HO-, H2N, HS, HOOC, H2N-CO-, ch2-ch-, or OCN groups, and R2-X can also mean vinyl. O o
  3. 3
    Feinteiliges Siliciumdioxid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Rj für CHß steht. Third Finely divided silica according to claim 1 or 2, characterized in that Rj is CH3.
  4. 4
    Feinteiliges Siliciumdioxid nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß X für -CH2-OH, -CH2-NH2, -CH2-NCO, -CH2-SH, -CH2-NH-CO-NH2 oder -CH2-O-CH2-CH - CH2 steht. 4th Finely divided silica according to claim 2, characterized in that X represents -CH2-OH, -CH2NH2, -CH2-NCO, -CH2-SH, -CH2-NH-CO-NH2 or -CH2-O-CH2-CH - CH2 stands. cf cf
  5. 5
    Verfahren zur Herstellung von feinteiligem Siliciumdioxid,daskovalentüberhydrolysebeständigeSiloxanbindungen gebundene Reste der Formel Ilnach Anspruch 1 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man feinteiliges Siliciumdioxid mit einem Organochlorsilan I 5th Process for the preparation of finely divided silicon dioxide, which contains covalently hydrolysis-resistant siloxane bonds bound radicals of the formula II according to claim 1, characterized in that finely divided silica with an organochlorosilane I CI (I) CI (I) -13AT394 371B unter wasserfreien Bedingungen umsetzt, wobei R j die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen hat Reacting under anhydrous conditions, wherein R j has the meanings given in claim 1
  6. 6
    Verfahren zurHerstellung von feinteiligem Siliciumdioxid,daskovalentüberhydrolysebeständigeSiloxanbindungen gebundene Reste der Formel ΙΠ nach Anspruch 2 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man feinteiliges 6th A process for the preparation of finely divided silica which contains radicals of the formula ΙΠ bound by covalently hydrolysis-resistant siloxane bonds and of the formula ΙΠ according to Claim 2, characterized in that finely divided Siliciumdioxid mit H-Si-Gruppen der Formel II an C=C-Mehrfachbindungsderivate addiert, die gegebenenfalls weitere reaktive Gruppen enthalten können, insbesondere polymerisationsfähige Doppelbindungen, HO-, ^N-, Silicon dioxide having H-Si groups of the formula II is added to C =C multiple-bond derivatives which may optionally contain further reactive groups, in particular polymerizable double bonds, HO-, NN-, HS, HOOC, HnN-CO, CHp-CH, or OCN groups. z. \ Z HS-, HOOC-, HnN-CO-, CHp-CH-, oder OCN-Gruppen. z. \Z
  7. 7
    Verfahren zur Herstellung von neuen, migrationsechten Kunststoff-Formulierungen, die feinteilige, migrationsechte Siliciumdioxid-Additive enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man Siliciumdioxide der Formel III nach Anspruch 2 mitpolymerisationsfähigen Monomeren bzw. Formaldehyd-, Isocyanat- oderEpoxid-Harz-Vorprodukten oder reaktiven Additiv-Komponenten umsetzt. 7th Process for the preparation of novel migration-resistant plastic formulations containing finely divided, migration-grade silicon dioxide additives, characterized in that silicas of the formula III according to claim 2 are polymerized with monomers or formaldehyde, isocyanate or epoxy resin precursors or reactive additive Converts components.
  8. 8
    Verfahren nach mindestens zwei der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man an das Verfahren gemäß Anspruch 5 das Verfahren gemäß Anspruch 6 und gegebenenfalls das Verfahren gemäß Anspruch 7 anschließt oder an das Verfahren gemäß Anspruch 6 das Verfahren gemäß Anspruch 7 anschließt. 8th. Method according to at least two of Claims 5 to 7, characterized in that the method according to Claim 6 and optionally the method according to Claim 7 are followed or the method according to Claim 7 is followed by the method according to Claim 5.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Organodichlorsilan Methyldichlorsilan einsetzt, also in den Formeln II und IIIR j für CHß steht 9th Process according to one of Claims 5 to 8, characterized in that methyldichlorosilane is used as the organodichlorosilane, that is to say in the formulas II and IIIR j is CH 3
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als C-C-Mehrfachbindungsderivate Vinyl- oder Acrylverbindungen einsetzt, die gegebenenfalls zusätzliche funktionelle Gruppen enthalten - insbesondere HO-, H2N-, HS-, HOOC-, H2NCO-, OCN-, CH2-CH- Gruppen, wie z. B. Styrol, α-Methylstyrol, VinylO essigsäure, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylisocyanat, Vinylhamstoff, Acryl- bzw. Methacrylsäure, deren Ester und Amide, Acrylnitril oder Malein- bzw. Fumarsäure, deren Ester und Amide, Acetylen, Propargylalkohol, -amin, -Chlorid, -essigsäure sowie Styrol-Derivate IV ch=ch7 10th A process as claimed in claim 6 or 8, wherein the CC multiple bond derivatives used are vinyl or acrylic compounds which optionally contain additional functional groups - in particular HO-, H2N-, HS-, HOOC-, H2NCO-, OCN-, CH2-CH- groups, such as. Styrene, α-methylstyrene, vinylacetic acid, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl isocyanate, vinyl urea, acrylic or methacrylic acid, their esters and amides, acrylonitrile or maleic or fumaric acid, their esters and amides, acetylene, propargyl alcohol, amine, -Chloride, -acetic acid and styrene derivatives IV ch = ch7 I I X *. -RX- " X·. -R-X-» I * 2 1 In which R is -Si, -CH, -CH, -S1-, -CH (CH3) -Si-, -CH = CH-Si-, 2 III I *2 1 > · worin R - Si, -CH,-CH,-Sl-, -CH(CH3)-Si-, -CH=CH-Si-, 2 I I I I I -C - Si and Xi = X2= X3= -OR · ,, -OCOR ,, -NHRlf -NO1)2, -C1 -C - Si- und Xi=X2=X3= -OR·,, -OCOR,, -NHRlf -N(R1)2,-C1 Chi2 K I ch2 Xx = X2 = ch3 and X3 = - [- O-Si (CH3)2-]n-x1 and Rj has the meaning given in claim 1. Xx = X2 = ch3 und X3 = -[-O-Si(CH3)2-]n-x1 bedeuten und Rj die in Anspruch 1 angegegebene Bedeutung hat.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als C-C-Mehrfachbindungsderivate 11th Process according to Claim 6 or 8, characterized in that the CC multiple-bond derivatives Allyl compounds, such as. B, allyl alcohol, amine, isocyanurate, urea, mercaptan, glycidyl ether. Allylverbindungen, wie z. B, Allylalkohol, -amin, -isocyanant, -hamstoff, -mercaptan, -glycidylether einsetzt. -14AT394 371 B -14AT394 371 B
  12. 12
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als C-C-Mehrfachbindungsderivate Verbindungen mit zwei oder mehreren polymerisationsfähigen Mehrfachbindungen, z. B. Divinylbenzol, di- oder mehrfunktionelle Acrylate bzw. Methacrylate, Diene, Vinyl- oder Isopropenylacetylen einsetzt und dabei die Molverhältnisse so wählt, daß im Rest X mindestens eine Mehrfachbindung übrigbleibt. 12th A method according to claim 6 or 8, characterized in that as CC multiple bond derivatives compounds having two or more polymerizable multiple bonds, for. As divinylbenzene, di- or polyfunctional acrylates or methacrylates, dienes, vinyl or Isopropenylacetylen sets and thereby selects the molar ratios so that in the rest of X at least one multiple bond remains.
  13. 13
    Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit polymerisationsfähigen Mehrfachbindungen im Rest X mit polymerisationsfähigen Monomeren, insbesondere Styrol, α-Methylstyrol, Vinylessigsäure, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylisocyanat, N-Vinyl-pyrrolidon, Vinylhamstoff, Acryl- bzw. Methacrylsäure, deren Estern und Amiden, Acrylnitril, Dienen wie Butadien, Isopren, Chloropren oder Acetylen, Vinylacetylen, Isopropenylacetylen oder Styrol-Derivaten der Formel IV aus Anspruch 10 copolymerisierL 13th Process according to Claim 7 or 8, characterized in that silicon dioxide derivatives of the formula III having polymerizable multiple bonds in the radical X with polymerizable monomers, in particular styrene, α-methylstyrene, vinylacetic acid, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl isocyanate, N-vinylpyrrolidone, vinyl urea , Acrylic or Methacrylic acid, their esters and amides, acrylonitrile, dienes such as butadiene, isoprene, chloroprene or acetylene, vinyl acetylene, isopropenyl acetylene or styrene derivatives of the formula IV from claim 10 copolymerize
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit aromatischen Amino-Gruppen im Rest X diazotiert und mit kupplungsfähigen Additiv-Komponenten, insbesondere Farbstoff-, Lichtschutzmittel-, Antioxidantien-Komponenten zu Pigmenten, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien auf Siliciumdioxid-Basis kuppelt 14th Process according to Claim 6 or 8, characterized in that diazotized silicon dioxide derivatives of the formula III having aromatic amino groups in the radical X and with coupling-capable additive components, in particular dye, light stabilizer, antioxidant components, to pigments, light stabilizers, antioxidants coupled on a silica basis
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HO-, H2N-, OCN-, HOOC-, C1CO-, RjOOC-, ch2-ch- Gruppen im Rest X mit reaktiven Farbstoff-, o 15th Process according to Claim 6 or 8, characterized in that silicon dioxide derivatives of the formula III are reacted with HO-, H2N, OCN, HOOC, C1CO, RjOOC, ch2-ch- groups in the radical X with reactive dye, o Flame retardant, light stabilizer, antioxidant, heat stabilizer or optical brightener components to pigments, light stabilizers, antioxidants, heat stabilizers or silica-based optical brighteners. Flammhemmer-, Lichtschutzmittel-, Antioxidantien-, Hitzestabilisator- oder optischen Aufheller-Komponenten zu Pigmenten, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien, Hitzestabilisatoren oder optischen Aufhellern auf SiliciumdioxidBasis umsetzt.
  16. 16
    Nach einem der Ansprüche 5 bis 15 herstellbare neue Additive auf Siliciumdioxid-Basis. 16th Silica-based novel additives obtainable according to any of claims 5 to 15.
  17. 17
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 5,6,8,9,12 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel II oder der Formel III mit polymerisationsfähigen Gruppen im Rest X als Reaktiv-Füllstoff bei der Härtung ungesättigter Polyester-Harze. 17th Use of the silica derivatives of the formula II or of the formula III obtained according to any one of claims 5, 6, 9, 12 with polymerizable groups in the radical X as reactive filler in the curing of unsaturated polyester resins.
  18. 18
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HO- oder H2N-Gruppen im Rest X als Reaktivfüllstoffe bei der Härtung von Isocyanat-Harzen. 18th Use of the obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 silica derivatives of the formula III with HO- or H2N groups in radical X as reactive fillers in the curing of isocyanate resins.
  19. 19
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HO-, H2N-, HOOC- oder Epoxid-Gruppen im Rest X als Reaktivfüllstoffe bei der Härtung von Epoxid-Harzen. 19th Use of the obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 silica derivatives of formula III with HO-, H2N, HOOC or epoxide groups in radical X as reactive fillers in the curing of epoxy resins.
  20. 20
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit phenolischen HO- bzw. H2N-CO-Gruppen im Rest X als Reaktivfüllstoffe bei der Härtung von Phenol- bzw. Aminoharzen. 20th Use of the obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 silica derivatives of the formula III with phenolic HO or H, respectively2N-CO groups in the radical X as reactive fillers in the curing of phenolic or amino resins.
  21. 21
    Verwendung der nach Anspruch 5 oder 9 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel Π mit H-Si-Gruppen als Reaktivfüllstoffe bei der Vulkanisation von additionsvemetzenden Silikonkautschuken auf Basis H-Si- und CH2=CH-Si-Gruppen enthaltender Polysiloxane. 21st Use of the obtained according to claim 5 or 9 silica derivatives of the formula Π with H-Si groups as reactive fillers in the vulcanization of addition-crosslinking silicone rubbers based on H-Si and CH2= CH-Si group-containing polysiloxanes.
  22. 22
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HO- oder HOOC-Gruppen im Rest X als Reaktivfüllstoff bei der Härtung von Alkydharzen. 22nd Use of the obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 silica derivatives of the formula III with HO or HOOC groups in the radical X as a reactive filler in the curing of alkyd resins.
  23. 23
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HS-Gruppen im Rest X als Regler bei Polymerisationen zur Herstellung gepfropfter Siliciumdioxide. 23rd Use of the obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 silica derivatives of the formula III with HS groups in the radical X as a regulator in polymerizations for the preparation of grafted silicas.
  24. 24
    Verwendung der nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 11 erhaltenen Siliciumdioxid-Derivate der Formel III mit HS-Gruppen im Rest X als Reaktivfüllstoffe bei der Vulkanisation von Polydien-Kautschuken. 24th Use of the silica derivatives of the formula III obtained according to any one of claims 6 and 8 to 11 with HS groups in the radical X as reactive fillers in the vulcanization of polydiene rubbers.
Independent claims24