MQ-Siliconcopolymere, die oft auch als MQ-Siliconharze oder als MQ-Harze bezeichnet werden, sind Siliconcopolymere, die (überwiegend) aus M- und Q-Einheiten bestehen.
M steht für monofunktionelle Einheiten des Typs [(CH3)3SiO1/2] und Q steht für tetrafunktionelle Einheiten des Typs [SiO4/2].
Synthese Alkoxysilan-Verfahren Ethyl(poly)silikat (Tetraethoxysilan und seine Oligomere) kann mit Hexamethyldisiloxan in Gegenwart von Salzsäure umgesetzt werden. Nach dem Einstellen auf einen alkalischen pH und Zugabe von Lösungsmittel kann eine Nachkondensation erfolgen. Die Aufarbeitung erfolgt durch Neutralisation, Filtration und Abdestillation der Lösungsmittel. Ein Kaskadenprozess in der Gegenwart von Essigsäure ergibt ein MQ-Harz mit enger Molekulargewichtsverteilung und niedrigen Si-OH und Si-OR Anteilen. Durch Einsatz von z. B. Divinyltetramethyldisiloxan sind auch MQ-Harze mit Vinylgruppen zugänglichPatent US4707531, Method for Producing Organosilicoen Polymers and the Polymers Prepared Thereby, Prioritätsanmeldung: 22. Februar 1985, Veröffentlichung: 17, November 1987, Anmelder: Toray Silicone Co. Ltd., Erfinder: A. Shirahata.
Silikat-Verfahren Bei diesen Verfahren wird ein Silikat, z. B. Natriumwasserglas mit Hexamethyldisiloxan (oder auch Trimethylchlorsilan) in Gegenwart von Ethanol und z. B. konzentrierter Salzsäure als Katalysator umgesetzt. Wasserglas ist kostengünstiger als Ethylsilikat. Anstelle des Hexamethyldisiloxans kann auch Trimethylchlorsilan eingesetzt werden, wobei keine zusätzliche Zugabe von Salzsäure erforderlich istPatent US2676182, Copolymeric Siloxanes and Methods of Preparing Them, Angemeldet: 13. September 1950, Veröffentlichung: 20. April 1954, Anmelder: Dow Corning Corp., Erfinder: W. H. Daudt, L. Jr. Tyler. Als Ausgangsstoffe können auch komplexere Silikate eingesetzt werden. Aus Silikaten, z. B. aus Olivin, das eine besonders gute Reaktivität bei der Trimethylsilylierung zeigt, ist auch Q2M6 zugänglich.
Die Trimethylsilylierung von Silikaten, bei der MQ-Verbindungen entstehen, dient auch zur Strukturanalyse von Silikaten (Lentz-Reaktion).
Eigenschaften Typische Molgewichte sind Mn = 10000 g/mol für ein Harz mit M/Q-Verhältnis von 0,6 und Mn = 2000 g/mol für ein Harz mit M/Q-Verhältnis von 1,0. Der Silanolgehalt kann je nach Herstellungsverfahren bis zu 3 % betragen.
Anwendungen Entschäumer MQ-Harze verbessern die Wirksamkeit von Siliconentschäumern und werden oft in Kombination mit Kieselsäure in Formulierungen eingesetztPatent US4145308, Anti-Foam Silicone Emulsion, and Preparation and Use Thereof, Anmeldung: 7. Juli 1977, Veröffentlichung: 20. Mai 1979, Anmelder: General Electric Company, Erfinder: E. S. Simoneau, J. J. Sheridan Jr.Patent EP1781393B1, Entschäumerzusammensetzungen, Anmeldung: 4. August 2005, Veröffentlichung 8. März 2017, Anmelder: Wacker Chemie AK, Erfinder: H. Rautschek, R. Becker, W. BurgerPatent EP1807164B1, Entschäumerzusammensetzungen, Anmeldung: 13. Oktober 2005, Veröffentlichung: 8. September 2010, Anmelder: Wacker Chemie AG, Erfinder: H. Rautschek, R. Becker. Sie senken die Oberflächenspannung von Siliconölen mit Phenyl- oder längeren Alkylgruppen und verbessern die Spreitung auf TensidlösungenUntersuchungen zur Stabilität von Tensidschäumen
Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften – Dr. rer. nat. – der Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften der Universität Bayreuth vorgelegt von Diplom-Chemiker Christian Fehn, Bayreuth 2006, Kap. 9. Die MQ-Harze können bei der Herstellung der Entschäumer mit OH-terminierten Polydimethylsiloxanen kondensiert werdenPatent EP217501B1, Improved silicone foam-control agent, Prioritätsanmeldung: 1. Oktober 1985, Veröffentlichung: 31. Juli 1991, Anmelder: Dow Corning Ltd., Erfinder: V. B. John, G. C. Sawicke, R. Pope, R. J. Scampton.
Kosmetik In dekorativen Kosmetikformulierungen verbessern MQ-Harze die Abriebfestigkeit und Haftung.
Schaumstabilisatoren MQ-Harze stabilisieren Schäume von organischen Flüssigkeiten mit einer Oberflächenspannung von mindestens 22,2 mN/m (z. B. Nonane und Kerosin) und von Plastisolen (z. B. PVC mit Polyesterweichmacher, Epoxidharz)Patent US3511788, Foams, Compositions, Method for Making Foams, Foam Covered Substrate, Anmeldung: 3. Februar 1965, Veröffentlichung: 12. Mai 1970, Anmelder: Dow Corning Corp., Erfinder: J. W. Keil.MQ-Harze sind als Stabilisatoren bei der Polyurethanverschäumung einsetzbar. Mit ihnen lassen sich stabile Schäume in Polyolen und Weichmachern erzeugen. Im Vergleich zu Schäumen, die mit Siliconpolyethertensiden stabilisiert sind, ist der Film besonders belastbar und beständig, was auf einen Oberflächenviskositätseffekt hinweist.
Druckhaftende Kleber Kombinationen von MQ-Harzen mit hochmolekularen Silicongummi werden als druckhaftende Kleber (Pressure Sensitive Adhesive, PSA) eingesetztTechnology of pressure-sensitive adhesives and products / editors, Istvan Benedek and Mikhail M. Feldstein. CRC Press 2009, ISBN 978-1-4200-5939-7.
Trennkraftregler Durch Zusatz von MQ-Harz (z. B. mit weniger als 0,7 Gew-% OH-Gruppen) kann die Trennkraft von Silicontrennmitteln reguliert werden, um z. B. zu vermeiden, dass sich Etiketten vorzeitig vom Trennpapier lösenPatent US3527659, Dimethylpolysiloxanes and Copolymers Containing SiO2 as Release Agent, Anmeldung: 13. Juni 1966, Veröffentlichung 8. September 1970, Anmelder: Dow Corning Corp., Erfinder: J. W. Keil Patent US4611042, Resinous Copolymeric Siloxanes Containing Alkenyldimethylsiloxanes, Anmeldung: 3. Oktober 1985, Veröffentlichung: 9. September 1986, Anmelder: Dow Corning Corp., Erfinder: S. A. Rivers-Farrel, A. P. Wright.
Verstärkerharz in Siliconkautschuk Die mechanischen Eigenschaften von Siliconelastomeren kann durch den Zusatz von MQ-Harzen verbessert werden. Bei wäßrigen Elastomerdispersionen verbessert sich nicht nur Reißdehnung und die Zugfestigkeit, sondern auch die FilmbildungPatent US8012544B2, Silicone MQ Resin Reinforced Silicone Elastomer Emulsion, Prioritätsanmeldung 8. Oktober 2003, Veröffentlichung: 6. September 2011.
Literatur
Einzelnachweise
Kategorie:Polymer