具有改进的颜色和再现性的含填料的液体硅橡胶基质的制作方法_2

文档序号:9793409阅读:来源:国知局
因为有效的疏水化并不需要不寻常的或奇异 (exotic)的取代基,选自C2-6的締基和Cl-6的烷基的取代基是优选的,其中甲基、乙基、乙締 基和締丙基是更优选的,且其中甲基和乙締基是最优选的。除了二娃氮烧W外,例如六甲基 环Ξ娃氮烧和八甲基环四娃氮烧等的多娃氮烧也是有用的,还有通过与娃醇基的开环反应 而起作用的其它环状娃氮烧。上文所描述的二娃氮烧和多娃氮烧包括适用于使气相二氧化 娃疏水化的所有有机二娃氮烧,在下文称其为"有机二娃氮烧",或更简单地称其为可圭氮 糕'。
[0020] 娃氮烧是W有效实现所需要的疏水性的量使用。运随后可W容易地由本领域技术 人员来确定,且可W通过疏水性二氧化娃可W被并入娃酬基质聚合物中的容易性和所得基 质聚合物组合物的均匀性来判断。一般来说,娃氮烧的有效量可W与表面娃醇含量成比例, 例如Wnmol/g或ymol/g为单位,其中亲水性较大的气相二氧化娃需要更多娃氮烧,亲水性 较小的二氧化娃需要较少的娃氮烧。按重量%为基准,按二氧化娃计,娃氮烧通常是W1-40 重量%,优选地是5-40重量%,更优选地是10-40重量%,且最优选地是20-约30重量%存 在。所述量是优选地使得疏水化二氧化娃含有2-20重量%、优选地是5-10重量%的二甲基 娃氧基单元,或3-20重量%、优选地是6-12重量%的^甲基娃氧基单元,且当二甲基娃氧基 和Ξ甲基娃氧基的混合物或其它娃氮烧衍生基团时,运些量相应地调整运些量。重量%是 W疏水性二氧化娃的总重量为基准的。
[0021] 适用于本发明中的气相二氧化娃包括具有通过肥T方法所测量的至少50mVg且更 优选地是200m2/g至300mVg的比表面积的气相二氧化娃。如先前所指示,运类气相二氧化娃 是可商购的。也适用但次优选的是部分疏水化的二氧化娃,其仅部分疏水化并随后进行干 燥。运类二氧化娃仍含有显著量的未反应的娃醇基,例如大于如通过西尔斯(Sears)法或通 过29Si NMR所确定的原始表面娃醇基含量的10% (mol % ),更优选地是大于20%,更优选地 是大于30%,且W递增的优选顺序最优选地是大于40%、50%、60%、70%、80%和90%。最 优选不使用部分疏水化的气相二氧化娃,因为其随后设及分开的过程,从而至少部分破坏 本发明的成本优势。按相对于不饱和有机聚娃氧烷基质聚合物的总重量的非疏水化气相二 氧化娃计算,气相二氧化娃优选地是W10-60重量%、更优选地是20-50重量%且最优选地 是30-50重量%存在。35-45重量%的量尤为优选。
[0022] 二氧化娃可W任选地在与有机二娃氮烧接触之前用氨或有机胺、优选地是氨处 理,但运不是优选的。
[0023] 在所述方法的第一步骤期间,必须存在水或另一种质子性物质,优选地是水。水可 W是W吸附或吸收形式存在于气相二氧化娃上,或可W是分开添加。优选地使用去离子水 或反渗透产生的水。水应优选地W足W与基本上所有添加的娃氮烧反应的量存在。运个量 因此至少部分取决于所添加的娃氮烧的量,其也取决于二氧化娃的表面娃醇的含量。水的 合适的量可容易地由本领域技术人员确定,例如通过监测未反应的娃氮烧、监测释放出的 氨的量,或通过测量二氧化娃的疏水性。举例来说,作为实验室分析技术,可W加热第一步 骤的疏水化或部分疏水化的二氧化娃W使娃氮烧完全反应,且测量其甲醇数。最需要的是 甲醇数大于30,更优选地是大于50。按二氧化娃的重量计,水通常是W0.1-15重量%、更优 选地是0.2-12重量%、最优选地是W 0.5-12重量%的量存在。
[0024] 在质子性物质、优选水的存在下,娃氮烧与二氧化娃之间的第一步骤反应通常是 在-20°C至100°C、优选地是0°C至80°C、更优选地是10°C至60°C的溫度下,且最优选地在通 过在室溫下而不使用外部加热或冷却地在揽拌反应器中混合二氧化娃、娃氮烧和水所建立 的溫度下进行,运是优选的。通过混合,随着娃氮烧的反应将产生放热。运种放热可W引起 溫度升高,例如升高至40°C至70°C、优选50-60°C的溫度。所达到的最终溫度并不重要,只要 避免了着色即可,但应足W使大部分娃氮烧在运个阶段反应。在运个阶段将产生氨,优选根 据最佳实践将氨去除,例如通过在洗涂器中的吸收。惰性气体流、优选氮气流可W帮助去除 氨。所去除的氨的量可用于评估反应的进展,但运通常是没必要的。运个第一阶段优选地在 30分钟至4小时内进行,但也可W有更短或更长的时间。出于经济学原因,第一步骤的反应 期优选地与反应程度一致而尽可W地短。1至3小时、更优选地是1至2小时的反应时间是优 选的。在第一步骤之后,不分离和干燥疏水的二氧化娃或部分疏水的二氧化娃。第一步骤优 选地在将用于后续步骤的同一个容器或反应器中进行,即所谓的"一锅法制备"。
[0025]在所述方法的第二步骤中,在不冷却第一步骤产物的情况下,优选地添加娃酬基 质聚合物,但不一定地添加。溫度随后通过稀释而下降至例如40°C或更低,或甚至下降至室 溫〇
[00%]用于第二步骤中的娃酬基质聚合物是至少一种平均含有优选地至少两个脂族不 饱和基团的娃酬基质聚合物,运些娃酬是含有至少Ξ个娃原子的有机聚硅氧烷。虽然低模 量产物是需要的,但脂族不饱和基团的平均含量可W少于两个。运可W例如通过合并带有 单个不饱和基团的娃酬聚合物W及含有两个或多个不饱和基团的娃酬聚合物来实现。优选 的是低平均官能度不通过用非官能性硅油稀释来实现,因为拉伸强度将会降低且稍后可能 会发生硅油的渗出。在许多应用中,运些性质是不希望的。因此,优选的是所有使用的娃酬 都含有至少一个脂族不饱和基团。
[0027]因此,优选的娃酬基质聚合物是包含下式单元的脂族不饱和有机聚硅氧烷:
[002引机姑 SiOl/2 (M)
[0029] 其中a和b是0至3且(a+b)的和是3;
[0030] RicRdSi〇2/2 (D)
[0031] 其中C和d各自是0至2且(c+d)的和是2;
[0032] RieR 巧 i〇3/2 (T)
[0033] 其中e和f各自是0或1且(e+f)的和是1;W及
[0034] Si〇4/2 (Q)
[0035] 条件是存在至少一个脂族不饱和基团Ri,优选每个分子上平均存在至少两个Ri基 团。
[0036] Ri是例如烘基(它不是优选的)的脂族不饱和基团,优选地是含有碳-碳双键的脂 族不饱和基团。合适的Ri基团是乙締基、締丙基和(甲基)丙締酷氧基。另外的合适的基团包 括其它烷基丙締酷氧基、长链締基,优选地是(ω -1)末端締基,例如3-下締基和5-己締基。 例如氨基甲酸醋或脈连接的脂族不饱和基团的其它基团原则上也是可行的。对于Ri来说乙 締基是最优选的。
[0037] R是任选地经取代的控基,其可W是直链、支链、环状、芳族的等。实例包括烷基,例 如Cl-18烷基,更优选地是Cl-4烷基,且最优选地是甲基;Cs-8环脂族基团,优选地是环己基,和 经烷基取代的C5-8环烷基,例如甲基环己基和环己基甲基;芳基,例如苯基和糞基,和经面基 或烷基取代的芳基,例如甲苯基和二甲苯基W及邻-、间-和对-氯苯基;和烧芳基,例如苄基 和α和β-苯乙基。对于R来说最优选的是甲基、乙基、丙基和苯基,最优选地是甲基。另外,在 一些情况下,R可W是径基或烷氧基,优选地是Cl-4烷氧基,更优选地是甲氧基或乙氧基。另 夕h可W存在例如氯基等其它非干扰基团,W及氯基,通常是来自有机聚硅氧烷合成的不需 要的人为产物。
[0038] 因此,优选的液体娃酬基质聚合物是对应于W下通式的那些聚合物:
[0039] MmDnToQp
[0040] 其中M、D、T和Q是如先前所定义的娃氧基,且分别是单官能、双官能、Ξ官能和四官 能的,其中m是至少1且优选地是2-20,更优选地是2-10,更优选地是2-5,且最优选地2或3, 尤其是2; η是1-100,000,优选地是1-10,000,更优选地是2-5000; 0是0-1000,优选地是0- 200,且更优选地是0-10;且p是0-20,优选地是0-10,且最优选地是0-5。
[0041] -般来说,式R2Si〇3/2的T基团和Q单元占娃酬基质聚合物的最少量,因为运些易于 增加粘度。T单元优选地用于通过合并RiSi化/2T基团,添加比可W仅经由带有Ri基团的末端 (M)单元所实现的脂族不饱和度更大的脂族不饱和度。T单元当存在时优选地是W小于 lOmol%、更优选地是小于5mol%且最优选地是小于3mol %的量存在。Q单元优选地是不存 在,或仅W由于基质聚合物的制备方法而无法避免的量存在。
[0042] 因此,优选的娃酬基质聚合物是对应于式MsDnT。的那些聚合物,其中0优选地是0至 5,其中式M2Dn是尤其优选的,换句话说,娃酬基质聚合物优选地是α,ω -脂族不饱和聚有机 硅氧烷,最优选地是α,W -二乙締基聚二甲基硅氧烷。在所有式中,D、T和Q基团(当存在时) 可W是任何顺序,因此娃酬基质聚合物可W是无规、嵌段、嵌段无规等的聚合物。
[0043] 在第二步骤中添加一种或多种初始娃酬基质聚合物后,继续揽拌混合物并将其加 热到高于80°C、优选地是100°C至200°C、更优选
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