CN103804912B - 硅橡胶组合物,硅橡胶模塑制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种UV可固化的硅橡胶组合物。该组合物没有经历固化失败,起泡,和其他非所需的状况,即使添加了含水的无机填料,例如沸石。该UV可固化的硅橡胶组合物包括(A)100重量份用下述平均组成式(I)表示的每一分子具有至少两个烯基的有机基聚硅氧烷:R1 aSiO(4‑a)/2(I)(其中R1独立地为取代或未取代的单价烃基,和a是1.95‑2.05的正数);(B)1‑300重量份含水量为至少0.5wt%的无机填料;(C)0.1‑50重量份每一分子具有至少两个与硅键合的氢原子的有机基氢聚硅氧烷,和(D)催化量的光活性的铂络合物固化催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及可通过UV辐射固化的含预定量具有高含水量的无机填料,例如沸石的硅橡胶组合物。本发明还涉及通过使用这种硅橡胶组合物生产硅橡胶模塑制品的方法,和硅橡胶模塑制品。
背景技术
硅橡胶具有优良的性能,例如耐候性,电性能,低压下的压缩形变,耐热性和耐寒性,因此它用于各种领域,例如电器,机动车,建筑,医药,食品中,以及诸如遥控器、打字机、文字处理器、计算机终端、乐器和类似物的橡胶接触之类的应用中;在建筑中使用的垫圈;在复印机中使用的辊,例如显影辊,转印辊,带电辊,和送纸辊;在音频设备内的防振(dumper)橡胶;和计算机中用于CD的垫圈与填充物。
例如通过其中使用有机过氧化物热固化有机基聚硅氧烷的方法,或者通过其中使用铂催化剂,通过加成反应固化含链烯基的有机基聚硅氧烷和有机基氢聚硅氧烷的方法,进行硅橡胶的模塑。
与此同时,具有规则孔隙的沸石可在孔隙内吸附各种物质。因此,鉴于选择性吸附性能,沸石用于宽泛的各种应用中,例如除味剂和吸湿剂以及水软化剂和分离膜。
例如,JP-B H07-55287(专利文献1)公开了一种分离膜,其中将沸石分散在硅橡胶基体内,和在这一文献中,通过利用沸石的性能,分离膜用于从水中分离醇。在这一文献中,在没有加热的情况下,形成膜,和所使用的组合物是所谓的室温可硫化(RTV)硅橡胶组合物,它在室温缩合下通过缩合固化,且没有描述其他模塑方法。实际上,可通过各种模塑方法,获得硅橡胶,和可通过挤出模塑(它是一种有效的方法),获得硅橡胶管。在挤出模塑中,其中在加热下,通过加氢硅烷化加成反应实现固化的加成固化有时用于该固化体系,和固化速度调节剂,例如乙炔基环己醇用于通过铂催化剂进行的固化的调节。然而,在添加了沸石的硅橡胶情况下,难以进行其中需要加热步骤的通过加成固化实现的挤出模塑,这是因为调节剂被吸附到沸石上,和难以平衡表面起泡和添加固化剂之后的储存期。增加调节剂的用量招致固化中起泡的问题,而过低量的调节剂导致极短的储存期,尽管防止了固化中的起泡。在添加了沸石的硅橡胶组合物情况下,即使使用在挤出模塑硅橡胶组合物中常用的酰基有机过氧化物,也不可能抑制在模塑中起泡的现象,且耐久性也差。
与此同时,例如在JP-A S55-125123(专利文献2)和在JP-BS61-21963(专利文献3)中描述了硅橡胶组合物的UV固化方法。然而,这些文献没有提及形成包括含高含量水的填料,例如沸石的硅橡胶组合物的配方。
与本发明有关的现有技术的文献包括日本专利No.3865638(专利文献4),JP-A2011-12264(专利文献5),PCT国际申请公布No.JP-T2010-537018的日文文本(专利文献6),和PCT国际申请公布No.JP-T2011-511768的日文文本(专利文献7)。
引证文献列表
专利文献1:JP-B H07-55287
专利文献2:JP-A S55-125123
专利文献3:JP-B S61-21963
专利文献4:日本专利No.3865638
专利文献5:JP-A2011-12264
专利文献6:PCT国际申请公布No.JP-T 2010-537018的日文文本
专利文献7:PCT国际申请公布No.JP-T 2011-511768的日文文本
发明内容
技术问题
鉴于以上所述的情况,从而完成本发明,和本发明的目的是提供UV可固化的硅橡胶组合物,它通过UV辐射可固化且没有经历固化失败,起泡和其他非所希望的状况,即使添加了具有高含水量的无机填料,例如沸石。本发明的另一目的是提供硅橡胶模塑制品及其生产方法。
解决问题的方案
本发明的发明人进行了深入研究,实现了以上所述的目的,且发现当结合每一分子具有至少两个烯基的有机基聚硅氧烷,每一分子具有至少两个SiH基的有机基氢聚硅氧烷和光活性的铂络合物固化催化剂形成UV可固化组合物时,通过UV辐射固化该组合物,可在没有失败,例如起泡或固化失败的情况下,获得有利的硅橡胶模塑制品,即使使用含有一定水的无机填料,例如沸石或增强氧化硅,且在没有除去水的情况下使用该组合物。基于这一发现,从而完成本发明。
因此,本发明提供以下所述的UV可固化的硅橡胶组合物。本发明还提供生产硅橡胶模塑制品的方法,其中通过UV辐射固化有机硅组合物,并提供硅橡胶模塑制品。
[1]一种UV可固化的硅橡胶组合物,它包括:
(A)100重量份用下述平均组成式(I)表示的每一分子具有至少两个烯基的有机基聚硅氧烷:
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
其中R1独立地为取代或未取代的单价烃基,和a是1.95-2.05的正数,
(B)1-300重量份含水量为至少0.5wt%的无机填料,
(C)0.1-50重量份每一分子具有至少两个与硅键合的氢原子的有机基氢聚硅氧烷,和
(D)催化量的光活性的铂络合物固化催化剂。
[2]根据[1]的硅橡胶组合物,其中组分(B)是沸石。
[3]根据[1]的硅橡胶组合物,其中组分(D)的光活性的铂络合物固化催化剂选自β-二酮铂络合物和具有环状二烯烃化合物作为其配体的铂络合物。
[4]根据[3]的硅橡胶组合物,其中组分(D)是选自下述中的铂络合物:
三甲基(乙酰丙酮)铂络合物,
三甲基(2,4-戊二酮)铂络合物,
三甲基(3,5-庚二酮)铂络合物,
三甲基(甲基乙酰乙酸酯)铂络合物,
双(2,4-戊二酮)铂络合物,
双(2,4-己二酮)铂络合物,
双(2,4-庚二酮)铂络合物,
双(3,5-庚二酮)铂络合物,
双(1-苯基-1,3-丁二酮)铂络合物,
双(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二甲基铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二苯基铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二丙基铂络合物,
(2,5-降冰片二烯)二甲基铂络合物,
(2,5-降冰片二烯)二苯基铂络合物,
(环戊二烯基)二甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)二乙基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)二苯基铂络合物,
(甲基环辛-1,5-二烯基)二乙基铂络合物,
(环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(环戊二烯基)乙基二甲基铂络合物,
(环戊二烯基)乙酰基二甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)三己基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三己基铂络合物,
(二甲基苯基甲硅烷基环戊二烯基)三苯基铂络合物,和
(环戊二烯基)二甲基三甲基甲硅烷基甲基铂络合物。
[5]根据[4]的硅橡胶组合物,其中组分(D)是(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物。
[6]生产硅橡胶模塑制品的方法,该方法包括用UV辐照[1]的硅橡胶组合物,固化硅橡胶模塑制品。
[7]生产硅橡胶模塑制品的方法,该方法进一步包括热固化通过[6]的生产方法生产的硅橡胶模塑制品的步骤。
[8]一种硅橡胶模塑制品,它包括[1]的硅橡胶组合物的固化产物。
本发明的有益效果
在没有经历固化失败或起泡的情况下,可通过UV辐射,有效地固化本发明的UV可固化的硅橡胶组合物,尽管它包括含水量大于或等于0.5wt%的无机填料,和所得硅橡胶模塑制品是有益的制品。
具体实施方式
接下来详细地描述本发明。
组分(A)
在本发明中,组分(A)是用下述平均组成式(I)表示的每一分子具有至少两个烯基的有机基聚硅氧烷:
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
其中R1独立地为取代或未取代的单价烃基,和a是1.95-2.05的正数,
在该平均组成式(I)中,R1独立地为取代或未取代的单价烃基,所述单价烃基优选含有1-12,和更优选1-8个碳原子。例举的这种基团包括烷基,例如甲基,乙基,丙基,丁基,己基和辛基,环烷基,例如环戊基和环己基,链烯基,例如乙烯基,烯丙基和丙烯基,环烯基,芳基,例如苯基和甲苯基,芳烷基,例如苄基和2-苯乙基,和氢原子部分或完全被卤素原子,氰基或类似基团取代的任何这种基团。优选甲基,乙烯基,苯基,和三氟丙基,和最优选甲基和乙烯基。
更具体地,优选的有机基聚硅氧烷是其中构成有机基聚硅氧烷主链的二有机基硅氧烷重复单元(R1 2SiO2/2,其中R1如上针对这一化学式和下述化学式定义)包括唯一地二甲基硅氧烷重复单元的那些或下述重复单元的那些:二甲基硅氧烷重复单元和具有苯基、乙烯基、3,3,3-三氟丙基的另一二有机基硅氧烷单元,或类似单元,例如二苯基硅氧烷单元,甲基苯基硅氧烷单元,甲基乙烯基硅氧烷单元,或甲基-3,3,3-三氟丙基硅氧烷单元。
要注意,分子链的两端优选例如用三有机基甲硅烷氧基(R1 3SiO1/2),例如三甲基甲硅烷氧基,二甲基苯基甲硅烷氧基,乙烯基二甲基甲硅烷氧基,二乙烯基甲基甲硅烷氧基或三乙烯基甲硅烷氧基,或者用羟基二有机基甲硅烷氧基(R1 2(HO)SiO1/2),例如羟基二甲基甲硅烷氧基封端。在这些当中,鉴于其高反应性,优选三乙烯基甲硅烷氧基。
更具体地,组分(A)的有机基聚硅氧烷应当每一分子具有至少两个烯基,和该有机基聚硅氧烷典型地每一分子具有2-50,和尤其2-20个烯基。优选的有机基聚硅氧烷是具有乙烯基的有机基聚硅氧烷。在这一情况下,0.01-20mol%,和尤其0.02-10mol%所有的R1优选是烯基。这一烯基可在分子链的端部键合到硅原子上,或者在分子链的中间(在除了分子链端部的位置处)键合到硅原子上,或这二者,和优选烯基至少键合到在分子链的端部处的硅原子上。
字母a是正数1.95-2.05,优选1.98-2.02,和更优选1.99-2.01。在所有的R1中,至少90ml%,优选至少95mol%,和更优选除了烯基以外的所有R1是烷基,和尤其甲基。
可例如使用碱性或酸性催化剂,通过(共)水解缩合一种或更多种有机基卤代硅烷,或通过开环聚合环状聚硅氧烷(硅氧烷的三聚体,四聚体或类似物),获得这种有机基聚硅氧烷。这些基本上是直链的二有机基聚硅氧烷,和组分(A)可以是两种或更多种具有不同分子量(聚合度)和分子结构的化合物的混合物。
有机基聚硅氧烷的聚合度优选至少100(典型地100-100,000),更优选2000-50,000,和仍更优选3000-20,000,和该有机基聚硅氧烷优选是在室温(25℃)下非-可自流动(non-self-flowable)的“生胶”(非-液体)。当聚合度太低时,所得胶料可遭受粘辊,和因此损失辊的可操作性。在本发明中,可以典型地通过凝胶渗透色谱法(GPC),使用甲苯作为洗脱剂溶剂,相对于聚苯乙烯,以重均聚合度(或重均分子量)形式测量聚合度(或分子量)。
组分(B)
组分(B)是含水量为至少0.5wt%的无机填料,和例举的这种无机填料包括湿法氧化硅(沉淀氧化硅),沸石,氢氧化铝,硅藻土,和具有高含水量的类似物。在这种无机填料内的水是模塑制品起泡的原因,这是因为当通过加热到例如至少50℃,和尤其至少100℃的温度下,通过加成固化,或者通过在空气中,使用酰基有机过氧化物,热固化硅橡胶时,在固化过程中使水挥发。
在这一情况下,在无机填料内的含水量优选为0.5-5.0wt%,更优选0.5-3.0wt%,和仍更优选0.5-2.0wt%。含水量是当在干燥器内,在升高的温度下,在150℃下3小时或者200℃下5分钟的条件下干燥无机填料时以重量损失形式测量的数值(wt%)。
在本发明中,含水的无机填料(B)例如是湿法氧化硅(沉淀氧化硅)和沸石。
湿法氧化硅的实例包括NIPSIL(注册商标)-LP(商品名,由Tosoh SilicaCorporation制造),TOKUSIL(注册商标)USA(商品名,由TOKUYAMA制造),和沸石(注册商标)132(商品名,由日本Rhodia制造)。
沸石是具有充分形成的三维结构的硅铝酸盐,和沸石通常以基于Al2O3的结构:M2/ nO-Al2O3-xSiO2-yH2O(其中M是碱金属,碱土金属或类似物,n是金属的价态,x是至少2的数值,和y是至少0的数值)示出。
许多类型的沸石是已知的,它们各自具有不同的氧化硅(SiO2),氧化铝(Al2O3)和其他金属元素的组成比,孔径,和比表面积等。本发明中使用的沸石材料可以是或者合成沸石或者天然沸石。
例举的沸石包括天然沸石,例如方沸石,菱沸石,斜发沸石,毛沸石,八面沸石,发光沸石,和钙十字沸石,以及合成沸石,例如沸石A,沸石X,和沸石Y。
另外,氧化硅组分或氧化铝组分的高比值的沸石(高氧化硅沸石或高氧化铝沸石)显示出疏水行为,和具有从低极性组分和高极性组分的混合物中吸附低极性组分的性质。因此,对于诸如分离膜之类的应用来说,优选使用具有高氧化硅或氧化铝的比例的沸石(高氧化硅沸石或高氧化铝沸石)。
对于组分(B)来说,可使用单一的无机填料或两种或更多种无机填料的结合物。
可掺入用量为1-300重量份,优选10-250重量份,和更优选20-200重量份的组分(B),相对于100重量份组分(A)的有机基聚硅氧烷。过低含量的组分(B)可导致无法实现打算的性能(例如除味性能,吸湿性,选择吸附,水软化能力,分离膜性能),而过高含量可导致可操作性与机械强度的损失。
组分(C)
组分(C)是充当交联剂(固化剂)的有机基氢聚硅氧烷,和这一有机基氢聚硅氧烷每一分子含有至少两个与硅键合的氢原子(SiH基)。所使用的有机基氢聚硅氧烷可以是用下述平均组成式(II)表示的已知的常规的有机基氢聚硅氧烷:
R2 bHcSiO(4-b-c)/2 (II)
在该化学式中,R2是含有1-8个碳原子的取代或未取代的单价烃基,和优选是不具有任何脂族不饱和键,例如烯基的那些烃基。R2的实例包括未取代的单价烃基,例如烷基,例如甲基,乙基,丙基,异丙基,丁基,异丁基,叔丁基,戊基和己基;环烷基,例如环己基;芳基,例如苯基;芳烷基,例如苄基;和取代单价烃基,例如其中在以上提及的单价烃基内的至少一部分氢原子被卤素原子或氰基取代的取代烷基,例如3,3,3-三氟丙基或氰甲基。字母b和c分别是正数;和b是0.7-2.1,c是0.01-1.0,和b+c是0.8-3.0;和优选地b是0.8-2.0,和c是0.1-1.0,更优选0.18-1.0,和甚至更优选0.2-1.0,和b+c是1.0-2.5。
有机基氢聚硅氧烷的分子结构可以是直链,环状,支链和三维网络结构中的任何一种。优选的有机基氢聚硅氧烷是其中每一分子中硅原子的数量(或聚合度)为2-约300,和尤其4-约200的那些,它们在室温下为液体。键合到硅原子上的氢原子(SiH基)可以位于分子链的端部,在侧链内(在分子链的中间),或这两个位置处,和所使用的有机基氢聚硅氧烷是每一分子具有至少2(典型地2-300),优选至少3(例如,3-200),和更优选至少4-约150个硅原子的那些。
组分(C)的有机基氢聚硅氧烷的实例包括1,1,3,3-四甲基二硅氧烷,1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷,甲基氢环聚硅氧烷,甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷环状共聚物,三(二甲基氢甲硅烷氧基)甲基硅烷,三(二甲基氢甲硅烷氧基)苯基硅烷,在两端用三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷,在相对端用三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物,在相对端用二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷,在相对端用二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物,在相对端用三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物,在相对端用三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,环状甲基氢聚硅氧烷,环状甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,环状甲基氢硅氧烷-二苯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,含(CH3)2HSiO1/2单元和SiO4/2单元的共聚物,含(CH3)2HSiO1/2单元,SiO4/2单元和(C6H5)SiO3/2单元的共聚物,其中甲基部分或完全被其他烷基,例如乙基或丙基或芳基,例如苯基取代的以上提及的任何一种化合物。这种有机基氢聚硅氧烷的实例包括具有下述结构式的化合物:
其中k是2-10的整数,和s与t分别是0-10的整数。
优选地,所使用的有机基氢聚硅氧烷是在25℃下粘度为0.5-约10,000mPa.s,和尤其1-约300mPa.s的液体的有机基氢聚硅氧烷,粘度是典型地通过旋转粘度计(例如,BL,BH,BS,或锥板(corn plate)型粘度计)测量的数值。
可引入用量为0.1-50重量份,优选0.1-30重量份,更优选0.1-10重量份,和仍更优选0.3-10重量份的组分(C)的有机基氢聚硅氧烷,相对于100重量份组分(A)的有机基聚硅氧烷。
还优选引入组分(C)的有机基氢聚硅氧烷,以便在组分(C)的有机基氢聚硅氧烷中键合到硅原子上的氢原子(亦即SiH基)与组分(A)中键合到硅原子上的烯基的摩尔比为0.5-10mol/mol,优选0.8-6mol/mol,和更优选1-5mol/mol。当该摩尔比小于0.5mol/mol时,交联不足,不可能获得充足的机械强度,而该摩尔比超过10mol/mol,则可招致固化之后物理性能的损失,和尤其耐热性与压缩变形的突出劣化。
组分(D)
组分(D)是光活性的铂络合物固化催化剂,且一经通过光(尤其具有UV波长或更短波长的光)辐照而活化,它在组分(A)和组分(C)之间具有加成反应的催化作用(亦即,烯基和SiH基之间的加氢硅烷化加成反应)。在本发明中,可起到组分(D)的光活性铂络合物固化催化剂作用的化合物典型地是β-二酮铂络合物或具有环状二烯烃化合物作为配体的铂络合物。
例举的β-二酮铂络合物包括三甲基(乙酰丙酮)铂络合物,三甲基(2,4-戊二酮)铂络合物,三甲基(3,5-庚二酮)铂络合物,三甲基(甲基乙酰乙酸酯)铂络合物,双(2,4-戊二酮)铂络合物,双(2,4-己二酮)铂络合物,双(2,4-庚二酮)铂络合物,双(3,5-庚二酮)铂络合物,双(1-苯基-1,3-丁二酮)铂络合物,和双(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)铂络合物。
例举的具有环状二烯烃化合物作为其配体的铂催化剂包括:(1,5-环辛二烯基)二甲基铂络合物,(1,5-环辛二烯基)二苯基铂络合物,(1,5-环辛二烯基)二丙基铂络合物,(2,5-降冰片二烯)二甲基铂络合物,(2,5-降冰片二烯)二苯基铂络合物,(环戊二烯基)二甲基铂络合物,(甲基环戊二烯基)二乙基铂络合物,(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)二苯基铂络合物,(甲基环辛-1,5-二烯基)二乙基铂络合物,(环戊二烯基)三甲基铂络合物,(环戊二烯基)乙基二甲基铂络合物,(环戊二烯基)乙酰基二甲基铂络合物,(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物,(甲基环戊二烯基)三己基铂络合物,(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三甲基铂络合物,(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三己基铂络合物,(二甲基苯基甲硅烷基环戊二烯基)三苯基铂络合物,和(环戊二烯基)二甲基三甲基甲硅烷基甲基铂络合物。
在这些当中,优选具有环状二烯烃化合物作为其配体的铂催化剂,和尤其(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物,(甲基环戊二烯基)三己基铂络合物,(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三甲基铂络合物,(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三己基铂络合物,(二甲基苯基甲硅烷基环戊二烯基)三苯基铂络合物,和(环戊二烯基)二甲基三甲基甲硅烷基甲基铂络合物。
没有特别限制组分(D)的含量,只要它是催化有效量即可。然而,优选使用组分(D),使得相对于组分(A)和(C)的总重量,以铂金属的重量计,组分(D)的用量为1-约5000ppm,和更优选10-约500ppm。小于1ppm的用量可招致加成反应突出的延迟或者无法固化,而超过5000ppm的用量在经济上是不利的。
本发明的有机基聚硅氧烷组合物的固化机理是通过混合组分(A)的含烯基的有机基聚硅氧烷,组分(C)的有机基氢聚硅氧烷和组分(D)的光活性的铂络合物固化催化剂获得的三组分体系的UV辐照。
可通过使用双辊(dual roll),捏合机,Banbury密炼机和类似装置,捏合预定量的以上所述的组分,获得本发明的硅橡胶组合物。
本发明的硅橡胶组合物可含有除了以上所述的组分以外的添加剂,其程度没有负面影响本发明的目的。例举的这种添加剂包括导电赋予剂,例如炭黑,阻燃剂,例如氧化铁和卤素化合物,软化剂,防老化剂,UV吸收剂,和着色剂。
可通过UV辐射,容易地固化本发明的硅橡胶组合物。例举的UV辐射源包括低压汞灯,高压汞灯,超高压汞灯,氙灯,氙-汞灯,和金属卤化物灯。鉴于容易获得,优选高压汞灯,和高压汞灯可以是或者臭氧-生成汞灯或不具有臭氧的汞灯。鉴于与高能波长UV辐射的相关性,优选臭氧-生成汞灯。
尽管没有特别限制UV固化条件,但优选在至少50mJ/cm2,和更优选至少100mJ/cm2的UV强度(UV辐照剂量)下进行UV辐照。小于50mJ/cm2的UV强度可导致固化不足以及在UV辐照之后的热处理中起泡。没有特别限制UV辐照温度,和在大致室温的温度下UV辐照是可接受的。典型的温度范围为0-70℃,和更优选在10-40℃下固化。没有特别限制辐照时间,只要进行以上所述的辐照剂量的UV辐照即可。要注意,UV强度(UV辐照剂量)典型地为小于或等于约30,000mJ/cm2,和尤其小于或等于约10,000mJ/cm2,同时没有设定UV强度(UV辐照剂量)的上限。
在UV辐照之后,可通过在加热的空气中固化,促进材料内部的固化。即使内部的固化不足,通过UV辐照使表面固化,和可在没有起泡的情况下,通过UV辐照和下述热处理,获得充分固化到其内部的模塑制品。
在这一情况下,优选在100-400℃,和尤其120-200℃下进行加热5秒-2小时,和尤其1-20分钟。
在挤出的常规硅橡胶材料的固化中,必须通过加成固化或者通过使用酰基有机过氧化物和之后在空气中加热,固化该材料,和当添加含水的填料时,制品遇到例如起泡的问题。相反,本发明的方法在没有引起起泡问题的情况下,能模塑硅橡胶,即使是引入了含水的填料。
实施例
接下来,通过参考实施例和对比例,详细地描述本发明,所述实施例绝不限制本发明的范围。在实施例和对比例中,“份”是指“重量份”,和“平均聚合度”是使用甲苯作为溶剂,相对于聚苯乙烯,通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的重均聚合度。
实施例1
在室温(25℃)下,在捏合机中均匀地捏合40份平均聚合度为约6000的含有99.850mol%二甲基硅氧烷单元,0.125mol%甲基乙烯基硅氧烷单元作为构成主链的二有机基硅氧烷单元,和0.025mol%二甲基乙烯基甲硅烷氧基作为分子链端基的直链有机基聚硅氧烷(I)(生胶);和60份含水量为1.8wt%(在200℃下热处理5分钟的重量损失)的高氧化硅的沸石HiSiv 3000(由Union Showa K.K.制造的疏水分子筛),制备胶料。
将1.4份侧链内具有SiH基的甲基氢聚硅氧烷(聚合度为约80且SiH基含量为0.0055mol/g的分子链的相对端用三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物)作为交联剂和0.3份0.16wt%(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物作为光活性铂催化剂的甲苯溶液加入到100份所述的胶料中。均匀地捏合该混合物,制备硅橡胶组合物。由这一硅橡胶组合物制备厚度为2mm的未固化片材,并将这一片材暴露于5000mJ/cm2的UV束下,制备试验片材。
实施例2
通过重复实施例1的工序,制备试验片材,所不同的是UV强度为1000J/cm2。
实施例3
通过重复实施例1的工序,制备试验片材,所不同的是所使用的含烯基的有机基聚硅氧烷是平均聚合度为约6000的含有99.850mol%二甲基硅氧烷单元,0.125mol%甲基乙烯基硅氧烷单元作为构成主链的二有机基硅氧烷单元,和0.025mol%二甲基乙烯基甲硅烷氧基作为分子链端基的直链有机基聚硅氧烷(I)(生胶)。
实施例4
通过重复实施例1的工序,制备试验片材,所不同的是添加0.6份0.16wt%(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物的甲苯溶液。
实施例5
在200℃下对实施例1制备的片材进一步进行后固化处理2小时。从而制备试验片材。
对比例1
通过重复实施例1的工序,制备试验片材,所不同的是省去UV辐照,和将片材置于干燥器内,在250℃的干燥器(在空气中)内15分钟。
对比例2
通过重复实施例1的工序,制备未固化的硅橡胶片材,所不同的是有机基氢聚硅氧烷和(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物被0.5份/2.0份C-25A(不具有光活性的铂催化剂)/C-25B(有机基氢聚硅氧烷)(二者均由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)作为加成可交联的固化剂替代。如同实施例1的情况一样,用UV光,在5000mJ/cm2的强度下,辐照未固化的硅橡胶片材,制备试验片材。
对比例3
通过重复实施例1的工序,制备未固化的硅橡胶片材,所不同的是有机基氢聚硅氧烷和(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物被0.5份/2.0份C-25A(不具有光活性的铂催化剂)/C-25B(有机基氢聚硅氧烷)(二者均由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)作为加成可交联的固化剂替代,省去UV辐照,并将片材放置在干燥器内,在250℃的干燥器(在空气中)中15分钟。
对比例4
通过重复实施例1的工序,制备未固化的硅橡胶片材,所不同的是没有添加有机基氢聚硅氧烷和(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物,添加1.0份双(4-甲基苯甲酰基)过氧化物作为有机过氧化物,省去UV辐照,并将片材放置在干燥器内,在250℃的干燥器(在空气中)中15分钟。
(评价)
观察如此获得的试验片材的外观,于是评价来自外观的起泡,并根据JISK6249,测量硬度(Durometer A)。在表1和2中示出了结果。
表1
*以0.16wt%甲苯溶液形式添加。
表2
*1以0.16wt%甲苯溶液形式添加。
*2(铂催化剂)/(有机基氢聚硅氧烷)
在前述中,通过参考各种实施方案描述了本发明,这些实施方案绝不限制本发明的范围。可包括其他实施方案,增加,改性,删除,只要它们对本领域技术人员来说显而易见即可,和所有这些实施方案在本发明的范围内,只要实现本发明的功能或优点即可。
Claims (4)
1.一种生产硅橡胶模塑制品的方法,包括如下步骤:
用UV辐照UV固化性硅橡胶组合物以固化为硅橡胶模塑制品,
接着热固化硅橡胶模塑制品,
其中所述UV固化性硅橡胶组合物包括:
(A)100重量份用下述平均组成式(I)表示的每一分子具有至少两个烯基的有机基聚硅氧烷:
R1 aSiO(4-a)/2 (I)
其中R1独立地为取代或未取代的单价烃基,和a是1.95-2.05的正数,
(B)1-300重量份含水量为0.5至5.0wt%的沸石,
(C)0.1-50重量份每一分子具有至少两个与硅键合的氢原子的有机基氢聚硅氧烷,和
(D)催化量的光活性的铂络合物固化催化剂。
2.权利要求1的方法,其中组分(D)的光活性的铂络合物固化催化剂选自β-二酮铂络合物和具有环状二烯烃化合物作为其配体的铂络合物。
3.权利要求1的方法,其中组分(D)是选自下述中的铂络合物:
三甲基(乙酰丙酮)铂络合物,
三甲基(2,4-戊二酮)铂络合物,
三甲基(3,5-庚二酮)铂络合物,
三甲基(甲基乙酰乙酸酯)铂络合物,
双(2,4-戊二酮)铂络合物,
双(2,4-己二酮)铂络合物,
双(2,4-庚二酮)铂络合物,
双(3,5-庚二酮)铂络合物,
双(1-苯基-1,3-丁二酮)铂络合物,
双(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二甲基铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二苯基铂络合物,
(1,5-环辛二烯基)二丙基铂络合物,
(2,5-降冰片二烯)二甲基铂络合物,
(2,5-降冰片二烯)二苯基铂络合物,
(环戊二烯基)二甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)二乙基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)二苯基铂络合物,
(甲基环辛-1,5-二烯基)二乙基铂络合物,
(环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(环戊二烯基)乙基二甲基铂络合物,
(环戊二烯基)乙酰基二甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(甲基环戊二烯基)三己基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三甲基铂络合物,
(三甲基甲硅烷基环戊二烯基)三己基铂络合物,
(二甲基苯基甲硅烷基环戊二烯基)三苯基铂络合物,和
(环戊二烯基)二甲基三甲基甲硅烷基甲基铂络合物。
4.权利要求1的方法,其中组分(D)是(甲基环戊二烯基)三甲基铂络合物。
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