用于制备塑料复合成型体的方法
【专利说明】用于制备塑料复合成型体的方法
[0001] 本发明涉及用于制备塑料复合成型体的方法，在所述方法中，特别地，硬-软成型 体，优选由低熔点热塑性塑料或热固性塑料以及光固化聚有机硅氧烷组合物制成的硬-软 成型体在连续成型步骤中制备。
[0002] 由热塑性塑料和弹性体制备而成的复合成型体，例如，婴儿吸盘或带有弹性压力 敏感垫的键盘，是已知的。一般热塑性塑料专用于生产这样的成型体是不可能的，特别是用 于密封的目的，因为其具有过高的硬度并且没有弹性。热塑性塑料或热固性塑料的触觉反 馈也常常是不能令人满意的。在另一方面，较软的弹性体制品具有的机械强度不足以为成 型体提供必要的稳定性。因此，常常需要生产由硬的热塑性或热固性形状支撑制品和柔软 的弹性体制品组成的塑料复合成型体，其通常位于表面，其特别是决定了触觉反馈、电特性 或密封力。目前，这样的复合成型体型体通过热塑性或弹性体制品的机械装配来制造。其 特定变体是热固化弹性体和热塑性制品在共同的模具中的双组分注塑。在这种情况下，弹 性体在120°C以上的温度交联。以前，热塑性成型制品必须从熔化状态冷却以固化或保持其 形状。这个过程显然是极其不利的，因为其必须首先被加热（热塑性塑料或热固性塑料的 塑型），然后必须被冷却以及必须被再次加热，之后用于弹性体的交联。进一步地，该合成橡 胶的交联温度相应地必须不能超过热塑性塑料的软化温度。因此，只有某些具有耐高温性 的高质量的塑料才能被使用。
[0003] 除了其他方面，本发明潜在的问题是，从具有低耐热性的低熔点的、通常较廉价的 塑料生产复合成型体，从而扩大可获得的硬的复合材料的范围。而且，以这种方式，在制造 这样的复合成型体时使用例如更生态可持续的替代材料也是可能的，特别是与在其中复合 成型体直接或间接地与人类接触的有关的那些领域，例如在食品包装领域中。最后，在复合 成型体的制造过程中，应该避免有两个加热步骤的极其不利的程序。
[0004] 发明人发现这种复合成型体能方便地使用有机硅组合物来生产，所述有机硅组合 物在低温下、特别是在0至50°C之间光固化。
[0005] 任何热塑性塑料和有机硅弹性体的复合制品均能用这种材料组合装配，即使在分 别使用具有热塑性嵌入制品的模具或成型工具的注塑过程中，或双组分成型以及有用的复 合成型体能以经济地和生态可持续的方式生产。而且，由于根据本发明的方法，许多低熔 点的热塑性塑料现在首次可用于生产复合成型体，甚至在食品容器或饮水供应装置的领域 中。
[0006] 在特定的实施例中，光固化有机硅组合物的照射通过塑料成型体发生，特别透明 的模具或带有透明组分的模具是非必要的，其导致该方法的费用降低，因为平常的透明元 素是用于光固化材料的模具的整体制品，其被UV照射后会遭受不需要的老化过程。
[0007] 因此，本发明涉及一种用于制备塑料复合成型体的方法，其包括步骤：
[0008] a)在模具中提供热塑性或热固性树脂成型制品，
[0009] b)将光固化有机硅组合物引入到包含所述成型制品的所述模具中，
[0010] C)用合适波长的光照射该光固化有机硅组合物，从而使所述有机硅组合物固化， 以由所述成型制品和固化的有机硅组合物形成复合成型体。
[0011] 本发明所用的热塑性塑料特别选自具有热烧曲温度（heat deflection temperature，HDT)的聚合物组，所述热挠曲温度为根据DIN EN ISO 75-1，-2(优选方法8， 0. 45Mpa)小于160°C，优选小于150°C，优选小于140°C，优选小于130°C，以及特别优选小于 120。。。
[0012] 热塑性塑料的实例特别选自由ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），聚酰胺 (PA)，聚甲醛（POM)，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)，选自聚 乙烯（PE)、聚丙烯（PP)和聚乙烯双环戊二烯聚合物（COC)的聚烯烃，聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，聚醋，聚碳酸酯（PC)，聚氯乙烯（PVC)，聚乳酸（PLA)，聚苯乙烯（PS)，赛璐珞，选自 三元乙丙橡胶或苯乙烯/ 丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物（SBS)和苯乙烯/乙烯基丁烯/苯乙 烯（SEBS)和聚亚安酯的热塑性弹性体组成的组。特别优选作为热塑性树脂的是聚烯烃，例 如聚乙烯、聚丙烯；聚苯乙烯，ABS。热固性塑料的实例包括交联的环氧物、酚醛塑料、交联的 聚酯树脂和交联的聚亚安酯。光固化有机硅组合物优选自由氢化硅烷化固化的有机硅组合 物。特别优选含有如下成分的有机硅组合物，优选由以下各项组成：
[0013] a)每个分子含有平均至少两个不饱和有机基团的至少一个聚有机硅氧烷，
[0014] b)每个分子含有平均至少两个SiH基团的至少一种聚氢有机硅氧烷，
[0015] c)任选一种或多种填料，
[0016] d)至少一种光激活催化剂，其包括金属，所述金属选自由Pt、Ru、RKPcUIr或Ni， 或所述金属的化合物构成的组，以及
[0017] e)任选一种或多种助剂。
[0018] 组分a)(硅-M基）
[0019] 根据本发明，在光可激活、可固化的硅氧烷组合物中，含有聚有机硅氧烷（a)的烯 基优选粘稠度在〇. 〇25-500Pa. S的范围，优选在0. 1-lOOPa. S的范围（25C ;剪切速率梯度D 为K1)。其可以由单一聚合物或不同的聚有机硅氧烷的混合物组成，例如具有低的烯基含 量的不同的大体上线性聚合物（al)或大体上线性聚合物（al)的混合物，优选含有相对高 的烯基含量的支链聚合物（a2)，下面描述更多的细节。
[0020] 聚有机硅氧烷（a)优选至少包括选自由单元M = R1R2SiO1^ D = R1RSiO2^ T = R1SiO3^Q = Si04/2和二价单元R2构成的组的硅氧烷单元，其中，RJ1和R 2定义如下。
[0021] 该烯基含量分别为，基于硅氧基，约0.017-160mol-%，或用于聚甲基乙烯基硅氧 烷，0.002至约22mmol/g。这些可以包括线性的和支链的聚硅氧烷。优选地，用于聚甲基乙 烯基硅氧烷的烯基含量为约0. 002至约3. Ommol/g，优选在0. 004至I. 5mmol/g之间。优选 地，聚有机硅氧烷（a)实质上为线性，也就是T和Q单元的比例小于0. lmol-%。
[0022] 聚有机硅氧烷（a)可由通式（I)描述：
[0023] [MalDblTclQdlR el]mi (I)
[0024] 其中
[0025] M = R1R2SiOl72,
[0026] D = R1RSiO272,
[0027] T = R1SiO372,
[0028] Q = SiO472,
[0029] 其中，
[0030] ml = 1-1000
[0031] al = 1-10
[0032] bl = 0-3000
[0033] cl = 0-50
[0034] dl = 0-1
[0035] el = 0-300，
[0036] 其中，
[0037] R =有机基团，优选未取代的和取代的烃基基团，更优选正-C1-C12-烷基， 异-C 3-C12-烷基，叔-C4-C12-烷基，或C1-C 12-烷氧基-(C1-C12)-烷基，C5-C3tl-环烷基或 C6-C30-芳基，C1-C12-烷基-(C 6-C10)-芳基，其中，这些基团R可任选地被一个或多个F原子 取代，和/或可包括一个或多个-〇-基团。
[0038] 合适的单价烃基基团R的实例包括烷基基团，优选CH3-、CH3CH 2-、（CH3) 2CH-、 C8H17-和C10H21-基团，脂环族基团例如环己基乙烯，芳基例如苯基、甲苯基、二甲苯基、芳烧 基例如苯甲基和2-苯乙基基团。优选的单价卤代烃基R尤其满足公式C nF2n+1CH2CH2-，其中 η 为从 1 至 10 的值，例如 CF3CH2CH2-、C4F9CH 2CH2-和 C6F13CH2CH2-。优选的基团是 3, 3, 3-三 氟丙基。
[0039] 特别优选的基团R包括甲基、苯基和3, 3, 3-三氟丙基。
[0040] R1= R或未取代的或取代的C2-C12-烯基基团，附带条件为至少两个基团R1为含有 烯基的有机基团，其优选选自：未取代的或取代的含有烯基的烃基团，例如正_、异_、叔-或 环C 2-C12-烯基、乙烯基、烯丙基、己烯基、C6-C3tl-环烯基、环烯基烷基、降冰片烯基乙基、柠檬 烯基（limonenyl)、C 8-C3tl-烯基芳基，其中，任选地可以存在一个或多个氧原子（相当于醚 基），以及其可被一个或多个氟原子取代。
[0041] 优选的基团R1是诸如乙條基、條丙基、5-己條、环己條乙基、朽1樣條基，降冰片條基 乙基、亚乙基降莰基（ethylidennorbornyl)以及苯乙烯基的基团，特别优选的是乙烯基。
[0042]