CN104797657A - 可研磨的有机硅弹性体复合物及其用途 - Google Patents

可研磨的有机硅弹性体复合物及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及将需要研磨或抛光的工件临时粘结到载体基体上的、基于有机硅弹性体复合物的产品配制物，其中所述有机硅弹性体组合物在固化后可被研磨或抛光。

Description

可研磨的有机硅弹性体复合物及其用途
本发明涉及将需要研磨或抛光的工件临时粘结到载体基体上的，基于有机硅弹性体组合物的产品配制物，其中所述有机硅弹性体组合物在交联后可被研磨或抛光。
术语“临时粘结”指的是将两个在适当时间点还要再分开的基体粘结在一起。为了研磨操作，工件可能需要被机械固定。对于昂贵的工件，如宝石、光学透镜、艺术品或半导体晶片，这样经常会造成所述工件的损坏，或者所述固定不具有所需要的稳定性。因此需要可替代的固定方法。一种可能是使用临时粘结方法固定所述工件。因为在研磨或抛光操作中研磨设备可能会不可避免地也与所述胶粘剂接触，因此所述胶粘剂也必须是可研磨的，否则其会导致，例如，材料失效或者所述研磨设备被污染或损坏。此外，需要大于300℃的良好耐温性以承受摩擦及由于研磨或抛光造成的温度升高。另外，需要耐温性还因为随后对所述工件实施的加工步骤会在高温下进行。耐化学性也是对于该胶粘剂的一个重要性质，例如耐化学清洁剂性。目前对半导体部件的市场需求趋向于越来越小的整体高度。降低成型部件如芯片整体高度的一种可能就是使所用晶片变薄。这是通过研磨操作实现的，其可以在切割之前或之后实施。
然而，这一步导致所述晶片结构强度的降低。其结果是大而薄的晶片在利用通常使用的设备和材料，例如当前使用的切割用胶带，进行加工过程中会因缺少机械支撑而破裂。此外，突出达100μm或更多的晶片结构(凸块)有时不会被所述当前所使用的胶带(粘合膜)完全或没有空隙地封闭，使得仍然存在的空隙通常导致真空加工过程中所述薄晶片的破坏或损伤。该问题的一个可能的与过程有关的解决方案是利用临时粘结层将所述晶片粘结到硬的基体(例如另一个晶片或晶片载体如玻璃)上，从而提高其机械强度，然后实施所需的加工操作，随后再将只有10-100μm厚的晶片从所述基体上分离开。利用临时粘结层附着的基体在所述研磨操作和随后的加工操作中起到机械增强的作用。
所述薄化晶片之后的后加工还包括利用等离子刻蚀和例如金属电镀和残留物清洁等操作制造掩模结构。
为了例如最小化污染的危险和健康的危险并允许所述工件的适当应用，其它重要的方面是挥发性副产物的最低释放及非交联有机硅弹性体组合物的粘度。此外，必须有可能在研磨或抛光后将所述粘结剂简单地从工件上分离并留下尽可能少的残留物。
因此，在半导体工业需要可用于临时粘结晶片过程的胶粘剂，其性质使得所述晶片可以被加工而不碎裂或损坏。该胶粘剂必须适用于通过工业可行工艺(人喷涂、印刷、浸渍、旋涂)的施用，且必须能够在需要的时间点利用适当的方法被从所述晶片上分离开而不留下残留物。
所需的在薄化前支撑基体与晶片之间的固定理想地可用热塑性或弹性体聚合物来实现，其中所述晶片的前部结构必须以支撑的方式封闭。
临时粘结到载体上的几种可能性在现有技术中已有描述，但它们都有各种各样的缺点。
一种将半导体晶片固定到载体上的可能性是利用所谓的“胶带”。EP0838086B1描述了用于半导体晶片加工的由热塑性弹性体嵌段共聚物制成的胶带。然而，所述材料有限的弹性导致在用于具有表面结构的晶片(“凸块晶片”)时会有问题。所述材料的热塑性额外地造成了热稳定性的降低。而这对于晶片薄化(“背面研磨”)后的背面操作(等离子过程，CVD，…)是一个重要的要求。
WO 2009/003029A2要求保护用作晶片和载体间临时粘结剂的热塑性有机聚合物(酰亚胺、酰胺酰亚胺和酰胺酰亚胺-硅氧烷)。
WO 2009/094558A2描述了晶片和载体间的临时粘结，其中所述的粘结不发生在整个表面上而只是在边缘区域。在实施完研磨过程和任何背面操作后，用化学法、光化学法、热法或热机械法破坏所述粘结。EP0603514A2描述了薄化半导体晶片的方法，其中所用的胶粘剂材料最高使用温度是200℃。在美国申请US2004/0121618A1中，描述了适用于旋涂过程的液体胶粘剂，该液体胶粘剂由热塑性聚氨酯以及二甲基乙酰胺和丙二醇单甲醚作为主要组分组成。所有的这些建议都具有交联固化胶粘剂热稳定性降低的缺点。
EP1089326B1要求保护一种晶片载体，该载体由防尘薄膜覆盖的有机硅弹性体组成，其中所述薄膜与所述有机硅层分离所需的力为5-500g/25mm(根据JIS K 6854)。其缺点是必须在使用该载体前额外的过程中将该薄膜去除，从而可接触到所述胶粘剂。
因此本申请的目的是提供适用于可逆固定工件的胶粘剂，该胶粘剂在交联固化后可研磨或抛光并耐热和耐化学试剂。此外，需要有可能使用最少数量的简单过程步骤施加所述胶粘剂，而且要有可能不困难地将其从所述工件上再去除而不损害或污染所述工件或所述研磨或抛光设备。对该胶粘剂的进一步要求是其对于压缩应力的机械强度，这在胶粘剂粘结的薄工件在小面积上承受压缩应力时是特别重要的。
令人惊奇的是，通过使用本发明可加成交联的有机硅弹性体组合物已经实现了该目的，所述加成交联的有机硅弹性体组合物包含
(A1)1-10重量％的至少一种含有至少2个具有脂族碳-碳多重键的SiC-键接基的线性有机聚硅氧烷，其中(A1)的平均摩尔质量不超过15,000g/mol，
(A2)1-20重量％的至少一种含有至少2个具有脂族碳-碳多重键的SiC-键接基的线性有机聚硅氧烷，其中(A2)的平均摩尔质量至少为40,000g/mol，
(B)1-40重量％的至少一种每个分子上含有至少3个Si-键接氢原子的有机聚硅氧烷，Si-键接氢的含量为0.04-1.7重量％，平均摩尔质量不超过20,000g/mol，
(D)1-100ppm(基于所述金属)的氢硅化催化剂，
(E)50-99重量％的至少一种经验通式(I)的支化硅树脂
(R3 3SiO1/2)l(R4R3 2SiO1/2)t(R4R3SiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s
(I)，
其中
R3表示线性脂族基，
R4表示具有C＝C双键端基的脂族不饱和基，
l、t、u、p、q、r和s代表整数，
其中下述适用：
l≥0、t≥0、u≥0、p≥0、q≥0、r≥0和s≥0；和
(E)中脂族不饱和基团的含量为0.2-10mmol/g；及
(E)的平均摩尔质量不超过105g/mol，
其条件是组分(B)所提供的Si-H基团相对于组分(A1)、(A2)和(E)所提供的脂族不饱和基团的比率在0.5-5之间，且所述有机硅弹性体组合物在温度为20℃下剪切速率为1s-1和100s-1下的动态粘度比率不超过1.2，交联后的肖氏D(Shore D)硬度至少为25。
本发明的有机硅弹性体组合物可通过传统的工业过程(例如喷涂、印刷、浸渍、旋涂)被施加到所述基体上。
为了确保在整个晶片或基体上施加得到均匀的层厚度，它们还表现出近似牛顿流体行为，并具有低的剪切变稀性(在零剪切下不具有胶体状态)。本发明有机硅弹性体组合物在20℃剪切速率1s-1和100s-1的动态粘度比率不超过1.2。优选不超过1.1；特别优选不超过1.05。本发明有机硅弹性体组合物在20℃及1s-1的剪切速率下的动态粘度为10-20,000mPa·s，优选为50-10,000mPa·s和特别优选500-5000mPa·s。
为了防止加工过程中发生污染和起泡，本发明有机硅弹性体组合物具有非常低的挥发性成分，即使在真空中并同时加热。其中，热重分析(TGA)中，在空气或氮气流速为30ml/min下加热速率为10K/min至300℃，交联固化的有机硅橡胶在室温和300℃之间的质量差不超过2重量％，优选不超过1重量％和特别优选不超过0.5重量％。它们还在随后形成挥发性成分时表现出低速率。
本发明有机硅橡胶在施加后通过交联本发明有机硅弹性体组合物而制备，并在工件和基体之间形成所述可逆胶粘剂层。
这样制备的交联有机硅橡胶根据DIN 53505所得的肖氏D硬度为25-80，优选25-75和特别优选30-65，根据ASTM D624-B-91所得的抗撕裂蔓延性为至少2N/mm，优选至少5N/mm，根据IN 53504-85S1所得的撕裂伸长不超过100％，优选不超过50％，及根据DIN 53504-85S1所得的撕裂强度不超过8N/mm2，优选不超过5N/mm2。针对压缩应力的机械强度用3点弯曲测试所得的弯曲模量给出。根据EN ISO 178所得的本发明有机硅橡胶的弯曲模量至少是30N/mm2，优选至少是50N/mm2和特别优选至少是70N/mm2。
本发明的有机硅橡胶的优点在于，由于对于弹性体来讲不同寻常高的肖氏D硬度以及上述机械值，它们可研磨或可抛光。其与其它有机硅弹性体相比显著增加的弹性模量确保了在准时压缩应力作用下即使薄的工件也不断裂或损坏。还可以在需要的时间点利用适当的方法将本发明有机硅橡胶从所述工件上分离而不留下残存物。在分离所述晶片和载体之间的粘结时，在多数情况下所述有机硅橡胶层都完全地保留在或者载体一侧或者晶片一侧。该有机硅橡胶层的去除可例如在胶带的辅助下实施，这样在与胶带接触后，所述有机硅橡胶层与胶带一起从晶片或载体表面上被分离。在一可替代的过程中，所述有机硅橡胶层可在现有技术中已知的适当溶剂和解聚剂的辅助下被去除。
本发明的有机硅橡胶具有高的温度稳定性，>250℃下几个小时，及峰值高达>300℃。在250℃的温度负荷下一个小时，所述机械性质只发生最低程度的改变。观察到肖氏硬度增加的最大值是5点，优选最大3点，特别优选最大2点。所述撕裂伸长最大降低5％，优选最大3％，所述撕裂强度降低最多5N/mm2，优选最多3N/mm2和特别优选最多1N/mm2。所述抗撕裂蔓延性降低最多3N/mm，优选最多2N/mm和特别优选最多1N/mm。所述弯曲模量的改变最多10％，优选最多5％。
本发明的可交联有机硅弹性体组合物的优点是它们可以使用易得的起始原料通过简单的方法制备，因此可以经济地制备。此外，作为单组分配制物，它们在25℃和环境压力下具有良好的储存稳定性，并只在升高的温度下才快速交联。在双组分配制物中，本发明有机硅组合物的优点在于，在所述两个组分混合后，它们产生可交联的有机硅组合物，其可加工性在25℃和环境压力下可长时间保持。相应地，它们表现出特别长的适用期，并只在升高的温度下才快速交联。
将本发明有机硅组合物配制成双组分配制物的优点在于可以实现比单组分组合物更高的交联速度，这可以导致生产过程中更短的加工时间。
在被用于临时粘结的同时，本发明有机硅弹性体组合物的用途是很丰富的，因为例如在晶片生产中，它们还可以被用于生产模制品，用于一般性的粘结，还可用于光学应用。本发明有机硅弹性体组合物可以用现有技术中已知的所有方法加工，例如浇铸、模制、挤出等。应用领域的扩展从用于制造模制应用及生产光学模制品例如镜片、光盘、光导的组合物，至用于生产薄层或涂层的组合物，至挤出产品如管、型材等。
本发明有机硅弹性体组合物还具有高透光性的优点。400-800nm波长范围内的透光率为>90％，优选>95％。因此，这些材料适用于所有的光学应用，例如LED透镜或透明材料的粘结。它们也适用于非透明材料的粘结。结合高的肖氏D硬度，由本发明组合物所制备的产物因而适用于制备迄今为止用其它透明材料制备的透明制品或模制品，所述透明材料的实例包括玻璃、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。这样制得的模制品还可以通过例如研磨或抛光被后加工。
本发明有机硅弹性体组合物可以是单组分有机硅组合物，也可以是双组分有机硅组合物。对于后者，本发明组合物的两个组分可以含有全部成分的任何所需组合，通常前提是一个组分不同时包含具有脂族多重键的硅氧烷，具有Si-键接氢的硅氧烷和催化剂，也就是说基本上不同时包含成分(A1)、(A2)、(B)和(D)。然而，本发明组合物优选是单组分组合物。本发明有机硅弹性体组合物，特别是所述单组分组合物，是通过现有技术混合所有成分而制备的。
如已知的，选择用于本发明组合物加成交联的化合物(A1)、(A2)和(B)从而使交联成为可能。例如，化合物(A1)和(A2)因此含有至少两个脂族不饱和基和(B)含有至少三个Si-键接的氢原子，或者(A1)和(A2)含有至少三个脂族不饱和基及(B)含有至少两个Si-键接的氢原子。
作为包含具有脂族碳-碳多重键的SiC-键接基的有机硅化合物(A1)和(A2)，优选使用包含通式(II)单元的线性有机聚硅氧烷
RaR1 bSiO(4-a-b)/2   (II)
其中
R是相同或不同的，相互独立地表示没有脂族碳-碳多重键的有机或无机基，
R1是相同或不同的，相互独立地表示单键、取代或未取代的、具有至
少一个脂族碳-碳多重键的SiC-键接烃基，
a是1、2或3，和
b是1或2，
前提是a+b之和小于等于3和每个分子中至少存在2个基R1，和
其中(A1)的平均摩尔质量不超过20,000g/mol，优选不超过18,000g/mol和特别优选不超过15,000g/mol，和
(A2)的平均摩尔质量至少是35,000g/mol，优选至少40,000g/mol和特别优选至少45,000g/mol。
基R可以是单价或多价基，其中所述多价基如二价、三价和四价基之后将多个式(II)的硅氧烷单元连在一起，例如两个、三个或四个式(II)的硅氧烷单元。
R的其它实例是单价基–F、-Cl、-Br、OR2、-CN、-SCN、-NCO和SiC-键接的取代或未取代的、可被氧原子或基团-C(O)-断开的烃基，也可以是式(II)Si-键接在两侧的二价基。如果所述基R是SiC-键接的取代烃基，优选的取代基是卤原子、含磷基、腈基、-OR2、-NR2-、-NR2 2、-NR2-C(O)-NR2 2、-C(O)-NR2 2、-C(O)R2、-C(O)OR2、-SO2-Ph和-C6F5，其中R2，其是相同或不同的，相互独立地表示氢原子或由1-20个碳原子的单价烃基及Ph是苯基。
R基的实例是烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基如正己基、庚基如正庚基、辛基如正辛基和异辛基如2,2,4-三甲基戊基、壬基如正壬基、癸基如正癸基、十二烷基如正十二烷基、和十八烷基如正十八烷基、环烷基如环戊基、环己基、环庚基和甲基环己基、芳基如苯基、萘基、蒽基和菲基、烷芳基如邻、间、对-甲苯基、二甲苯基和乙基苯基、以及芳烷基如苄基、α-和β-苯乙基。
取代基R的实例是卤代烷基，如3,3,3-三氟-正丙基、2,2,2,2’,2‘,2‘-六氟异丙基、七氟异丙基、卤代芳基如邻、间和对氯苯基、-(CH2)-N(R2)C(O)NR2 2、-(CH2)n-C(O)NR2 2、-(CH2)n-C(O)R2、-(CH2)n-C(O)OR2、-(CH2)n-C(O)NR2 2、-(CH2)-C(O)-(CH2)mC(O)CH3、-(CH2)-O-CO-R2、-(CH2)-NR2-(CH2)m-NR22、-(CH2)n-O-(CH2)mCH(OH)CH2OH、-(CH2)n(OCH2CH2)mOR2、-(CH2)n-SO2-Ph和-(CH2)n-O-C6F5、其中R2和Ph具有上面给出的含义，及n和m表示0-10间相同或不同的整数。
式(II)Si-键接在两侧的二价R基的实例是那些由上述提及的单价基R的实例衍生的，通过将氢用下述基团取代而得到额外的键：-(CH2)-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CH(CH3)-CH2-、-C6H4-、-CH(Ph)-CH2-、-C(CF3)2-、-(CH2)n-C6H4-(CH2)n-、-(CH2)n-C6H4-C6H4-(CH2)n-、-(CH2O)m、(CH2CH2O)m、-(CH2)n-Ox-C6H4-SO2-C6H4-Ox-(CH2)n-，其中x是0或1和Ph，m和n具有上述给出的含义。
基R优选是单价、SiC-键接、任选取代的、没有脂族碳-碳多重键具有1-18个碳原子的烃基，特别优选单价、SiC-键接、没有脂族碳-碳多重键具有1-6个碳原子的烃基，特别是甲基或苯基。
基R1可以是适合与SiH-官能化合物发生加成反应(氢硅化)的任何所需基团。如果所述基R1是SiC-键接的取代烃基，优选的取代基是卤原子、腈基和–OR2，其中R2具有上述给出的含义。
所述基R1优选是有2-16个碳原子的烯基和炔基，如乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、1-丙烯基、5-己烯基、乙炔基、丁二烯基、己二烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、乙烯基环己基乙基、二乙烯基环己基乙基、降冰片烯基、乙烯基苯基和苯乙烯基，特别优选使用乙烯基、烯丙基和己烯基。
作为含有Si-键接氢的有机聚硅氧烷(B)，优选使用包含通式(III)的线性有机聚硅氧烷
RcHdSiO(4-c-d)/2   (III)
其中
R具有上述给出的含义，
c是0、1、2或3，和
d是0、1或2，
前提是c+d之和小于或等于3及每个分子中至少有两个Si-键接氢原子，它们的Si-键接氢的含量为0.04-1.7重量％，且平均摩尔质量不超过20,000g/mol。
本发明所用的有机聚硅氧烷(B)优选包含0.04-1.7重量％的Si-键接氢，基于所述有机聚硅氧烷(B)的总重量。特别优选所用的组分(B)含有0.5-1.7重量％的Si-键接氢。
(B)的平均摩尔质量不超过20,000g/mol，特别优选不超过10,000g/mol。
形成成分(B)的分子的结构也不是固定的；特别是具有较高分子量的结构，也就是低聚物或聚合物的含有SiH的硅氧烷可以是线性的。线性聚硅氧烷(B)优选由分子式为R3SiO1/2、HR2SiO1/2、HRSiO2/2和R2SiO2/2的单元组成，其中R具有上述给出的含义。
当然，也可以使用满足成分(B)的标准的不同硅氧烷的混合物。特别是，形成成分(B)的分子在必须含有SiH基团的同时可任选地包含脂族不饱和基团。特别优选使用低分子量的SiH-官能化合物如四(二甲基硅氧基)硅烷和四甲基环四硅氧烷，及较高分子量的含SiH的硅氧烷，如25℃下粘度为10-10,000mPa·s的聚(氢甲基)硅氧烷和聚(二甲基氢甲基)硅氧烷，或类似的含SiH化合物，其中一些甲基团被3,3,3-三氟丙基或苯基取代。
本发明可交联有机硅组合物中成分(B)的量优选使得SiH基团对(A1)、(A2)、(E)中脂族不饱和基团的比率为0.5-5，特别优选0.7-3。
本发明所用的组分(A1)、(A2)和(B)是市购产品或者可通过常规的化学方法制备。
作为氢硅化催化剂(D)，且也被称为加成交联有机硅的催化剂，可以使用现有技术已知的所有催化剂。组分(D)可以是铂族金属，例如铂、铑、钌、钯、锇或铱，和有机金属化合物或其组合。组分(D)的实例是化合物如六氯铂(IV)酸、二氯化铂、乙酰丙酮铂，和包封在基质或核壳型结构中的所述化合物的复合物。低分子量有机聚硅氧烷的铂复合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的复合物。其它的实例是铂-磷酸盐复合物、铂-膦复合物或烷基-铂复合物。这些化合物可被包封在树脂基质中。
组分(D)的浓度硬足以催化曝光的组分(A1)、(A2)、(E)和(B)的氢硅化反应。组分(D)的量是1-100ppm(基于金属而计)，优选1-25ppm的铂族金属，根据所述组分的总重量。如果铂族金属成分少于1ppm，交联速率可能会低。使用多于100ppm的铂族金属经济上不合算或可降低所述组合物的稳定性。
化合物类(E)应理解为包括支化硅树脂，其从它们的化学结构上已经形成了三维网状结构。用经验式(I)来描述它们
(R3 3SiO1/2)l(R4R2SiO1/2)t(R4RSiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s
(I)
其中
R3表示线性脂族基，
R4表示带有末端C＝C双键的脂族不饱和基，
L、t、u、p、q、r和s表示整数，
其中下述适用：
l≥0、t≥0、u≥0、p≥0、q≥0、r≥0和s≥0；
在(E)中脂族不饱和基团的含量为0.2-10mmol/g。
优选基R3是短的(C1-C4)线性脂族基，特别优选甲基。优选基R4是短的(C1-C4)具有末端C＝C双键的线性脂族不饱和基，特别优选乙烯基末端。
在优选的形式中，所述的指数是l≥0、t≥0、u＝0、p＝0、q≥0、r≥0和s≥0，在特别优选的形式中，所述指数是l≥0、t≥0、u＝0、p＝0、q＝0、r＝0和s≥0。脂族不饱和基团的含量优选为0.5-5mmol/g，特别优选0.8-4mmol/g。
该化合物类(E)的平均摩尔质量可在102-106g/mol的宽范围内变化，优选平均摩尔质量为102–105g/mol，特别优选平均摩尔质量为103–5x104g/mol。
本发明有机硅弹性体组合物可任选地包含迄今为止已被用于制备加成交联组合物中的全部其它添加剂。可被用作本发明有机硅组合物组分的增强填料(F)的实例是BET表面积至少为50m2/g的煅制或沉淀二氧化硅以及炭黑和活性炭，如炉黑和乙炔黑，优选BET表面积至少为50m2/g的煅制或沉淀二氧化硅。所述的二氧化硅填料可以是亲水性的或用已知方法疏水化的。当引入亲水填料时，需要添加疏水试剂。本发明可交联组合物中活性增强填料的含量在0-70重量％范围内，优选0-50重量％。
本发明有机硅弹性体组合物可任选地包含作为成分的其它添加剂(G)，其量最高为70重量％，优选0.0001-40重量％。这些添加剂可以是流变添加剂、抗腐蚀剂、抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂和影响电性质的试剂、分散剂、溶剂、粘结促进剂、颜料、染料、塑化剂、有机聚合物、热稳定剂等。它们包括添加剂如粘土、锌钡白、炭黑、石墨、金属氧化物、金属碳酸盐、金属硫酸盐、羧酸金属盐、金属粉尘、纤维如玻璃纤维、塑料纤维、塑料粉末、金属粉尘、染料、颜料等。
这些填料还可以是导热的或导电的。导热填料的实例是氮化铝；钛酸钡；氧化铍；氮化硼；钻石；石墨；氧化镁；粒状金属如铜、金、镍或银；碳化硅；碳化钨；氧化锌及其组合。导热填料是现有技术已知的并可市购得到。可以使用具有不同粒径和不同粒径分布填料的组合。
本发明有机硅弹性体组合物还可任选地包含溶剂(H)。然而，必须确保所述溶剂不会不利地影响整个体系。适用的溶剂是现有技术中已知的并可市购得到。例如，所述溶剂可以是有3-20个碳原子的有机溶剂。溶剂的实例包括脂族烃如壬烷、萘烷和十二烷；芳烃如均三甲苯、二甲苯和甲苯；酯如乙酸乙酯和丁内酯；醚如正丁基醚和聚乙二醇单甲醚；酮类如甲基异丁基酮和甲基戊基酮；有机硅氧烷流体如直链、支链和环状聚二甲基硅氧烷，以及这些溶剂的组合。在本发明有机硅弹性体组合物中特定溶剂的最佳浓度可很容易地通过常规实验确定。根据所述化合物的重量，溶剂的量可在0-95％或1-95％之间。
抑制剂和稳定剂可额外地作为任选组分(K)加入。它们被用来有目的地调节本发明有机硅组合物的加工时间、响应温度和交联速度。这些抑制剂和稳定剂在加成交联组合物领域是非常公知的。传统抑制剂的实例是炔醇如1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-1-十二炔-3-醇，聚甲基乙烯基环硅氧烷如1,3,5,7-四乙烯基四甲基四环硅氧烷，带甲基乙烯-SiO1/2基团和/或R2乙烯基SiO1/2末端基的低分子量有机硅油，如二乙烯基四甲基二硅氧烷、四乙烯基二甲基二硅氧烷，三烷基氰尿酸，烷基马来酸酯如马来酸二烯丙酯、马来酸二甲酯和马来酸二乙酯，富马酸烷基酯如富马酸二烯丙酯和富马酸二乙酯，有机氢过氧化物如过氧化氢异丙苯、叔丁基氢过氧化物和蒎烷氢过氧化物，有机过氧化物，有机亚砜，有机胺，二胺和酰胺，磷烷和亚磷酸酯，腈化物，***，二氮杂环丙烷和肟。这些抑制剂添加剂(K)的作用取决于它们的化学结构，因此其浓度必须单独确定。抑制剂和抑制剂混合物优选的添加量为0.00001-5％，基于所述混合物的总重量，优选0.00005-2％和特别优选0.0001-1％。
一个或多个粘结促进物质或防粘结物质也可以作为任选组分(L)添加。两个或多个粘结促进和防粘结物质的组合也是可能的。作为粘结促进剂可以使用金属螯合物，特别是烷氧基硅烷或烷氧基硅烷与羟基官能化的聚有机硅氧烷的组合。也可以使用不饱和基团或环氧官能化的化合物，例如3-环氧丙氧丙基烷氧基烷基硅烷或(环氧环己基)乙基烷氧基烷基硅烷。带有不饱和有机基团的硅烷也适用于这个目的，如3-甲基丙烯酰氧丙基烷氧基硅烷、3-丙烯酰氧丙基烷氧基硅烷、乙烯基-、烯丙基-、己烯基-、或十一烯基烷氧基硅烷。
环氧官能化硅烷的实例是3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、(环氧环己基)乙基二甲氧基硅烷、(环氧环己基)乙基二乙氧基硅烷和它们的组合。适用的不饱和烷氧基硅烷的实例包括乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、十一烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷和它们的组合。
类似地可以使用官能化的硅氧烷。所述硅氧烷指羟基终端的聚有机硅氧烷与一个或多个上述烷氧基硅烷的反应产物或所述羟基终端的聚有机硅氧烷与一个或多个上述官能化硅烷的共混物。例如，可以使用3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷与羟基终端的甲基乙烯基硅氧烷和3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅氧烷反应产物的混合物。
这些组分也可以以物理共混而不是反应产物的形式使用。
也可以使用上述官能化硅烷的部分水解产物。它们的制备通常是或者通过所述硅烷与水反应并随后制备所述混合物，或者通过制备所述混合物并随后进行部分水解。
所述适用的过渡金属螯合物包括钛酸盐、锆酸盐如乙酰丙酮锆、铝螯合物如乙烯丙酮铝，及其组合。过渡金属螯合物及它们的制备方法是已知的现有技术。
实施例：
下述的实施例中，除非额外指出，所有的份和百分比都基于重量。除非额外指出，下述实施例是在环境大气压下，即约1000hPa，和室温下，即约20℃，或者在没有额外加热或冷却下反应物在室温下结合自发建立的温度下实施的。下文中，所有的粘度都是20℃和剪切速率为1s-1的动力学粘度。下面的实施例解释本发明而不意味着任何限制。不管它们被配制成了单组分或是双组分组合物，所有的实施例都给出了交联产物的整体组成。
使用了下述缩写：
Cat.         铂催化剂
Ex.          实施例
No.          号码
PDMS         聚二甲基硅氧烷
重量％       指重量百分比
肖氏A/D      根据DIN 53505的硬度
TPR          根据ASTM D624-B-94的抗撕裂蔓延性，单位为N/mm
Visco        动力学粘度，剪切速率d
ET           根据DIN 53504-85S1的撕裂伸长，单位为％
TS           根据DIN 53504-85S1的撕裂强度，单位为N/mm2
实施例1：有机硅弹性体组合物1
5重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
5重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为110,000g/mol
16重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为0.75重量％，平均分子量为3000g/mol
74重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为1mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：1.6
实施例2：有机硅弹性体组合物2
8重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
5重量％的含乙烯基的、具有乙烯基侧基的线性PDMS，平均分子量为30,000g/mol
6重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为110,000g/mol
18重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为1.15重量％，平均分子量为3000g/mol
63重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为1mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：3.4
实施例3：有机硅弹性体组合物3
7重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
6重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为110,000g/mol
22重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为1.15重量％，平均分子量为3000g/mol
65重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为1mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：4.0
实施例4：有机硅氧烷组合物4
5重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
5重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为110,000g/mol
24重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为1.15重量％，平均分子量为3000g/mol
66重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为0.8mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：4.8
实施例5：有机硅弹性体组合物5
8重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
11重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为16,000g/mol
4重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为110,000g/mol
6重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为1.15重量％，平均分子量为3000g/mol
71重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为0.8mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：0.9
实施例6：有机硅弹性体组合物6(比较实施例)
20重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为8000g/mol
20重量％的乙烯基终端的线性PDMS，平均分子量为16,000g/mol
10重量％的线性SiH梳妆交联剂，氢含量为1.15重量％，平均分子量为3000g/mol
50重量％的含乙烯基团的支化硅树脂，平均摩尔质量为4000g/mol，脂族不饱和基团含量为0.7mmol/g
10ppm铂催化剂，基于所述金属
Si-H基团相对于脂族不饱和基团的比率为：2.6
表1给出了交联有机硅橡胶机械强度的测量结果。肖氏D硬度用6mm厚的样品测定，为此该测试样在200℃交联了一个小时。
表1
肖氏D TPR ET TS 本发明
Ex.1 50 5 7 5 是
Ex.2 35 7 9 4 是
Ex.3 40 8 6 4 是
Ex.4 38 8 8 4 是
Ex.5 30 10 20 3 是
Ex.6 20 2 4 3 否
表2显示了实施例在20℃下剪切速率为1s-1和100s-1时的动力学粘度比测定结果。
表2
Visco d＝1/Visco d＝100 3-点弯曲模量
Ex.1 1.04 150
Ex.2 1.03 110
Ex.3 1.03 130
Ex.4 1.02 120
Ex.5 1.02 80
Ex.6* 1.02 20
*不是根据本发明

Claims (3)

1.可加成交联有机硅弹性体组合物，其包含
(A1)1-10重量％的至少一种含有至少2个具有脂族碳-碳多重键的SiC-键接基的线性有机聚硅氧烷，其中(A1)的平均摩尔质量不超过15,000g/mol，
(A2)1-20重量％的至少一种含有至少2个具有脂族碳-碳多重键的SiC-键接基的线性有机聚硅氧烷，其中(A2)的平均摩尔质量至少为40,000g/mol，
(B)1-40重量％的至少一种每个分子上含有至少3个Si-键接氢原子的有机聚硅氧烷，Si-键接氢的含量为0.04-1.7重量％，平均摩尔质量不超过20,000g/mol，
(D)基于所述金属，1-100ppm的氢硅化催化剂，
(E)50-99重量％的至少一种经验通式(I)的支化硅树脂。
(R3 3SiO1/2)l(R4R3 2SiO1/2)t(R4R3SiO)u(R3 2SiO)p(R4SiO3/2)q(R3SiO3/2)r(SiO4/2)s
(I),
其中
R3表示线性脂族基，
l、t、u、p、q、r和s代表整数，
其中下述限定适用：
l≥0、t≥0、u≥0、p≥0、q≥0、r≥0和s≥0；和
(E)中脂族不饱和基团的含量为0.2-10mmol/g；及
(E)的平均摩尔质量不超过105g/mol，
条件是组分(B)所提供的Si-H基团相对于组分(A1)、(A2)和(E)所提供的脂族不饱和基团的比率为0.5-5，且所述有机硅弹性体组合物在20℃温度下剪切速率为1s-1和100s-1的动态粘度比率不超过1.2，交联后的肖氏D硬度至少为25。
2.制备权利要求1的有机硅弹性体组合物的方法，其中将权利要求1中所提及的全部组分混合在一起。
3.权利要求1的有机硅弹性体组合物用于生产模制品、粘结、临时粘结及用于光学应用的用途。
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