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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Silikonhaftkleber, der eine Harzkomponente und eine Polymerkomponente
umfaßt, wobei der Haftkleber eine verbesserte Haftung an
niederenergetischen Substraten hat. Genauer wird für die Klebstoffe
der Erfindung ein Silikonharz angewendet, das ein kritisches
Molekulargewicht und ein kritisches Verhältnis von
Triorganosiloxyeinheiten zu Silikateinheiten im Molekül aufweist.
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Silikonhaftkleber (im folgenden auch als PSA bezeichnet)
enthalten typischerweise zwei Hauptkomponenten, nämlich ein
lineares Siloxanpolymer und ein Harz zur Verbesserung der
Klebrigkeit, das im wesentlichen aus Triorganosiloxan-(M)-Einheiten
(d.h. R&sub3;SiO1/2-Einheiten, worin R eine monovalente organische
Gruppe bedeutet) und Silikat-(Q)-Einheiten (d.h.
SiO4/2-Einheiten) besteht. Solche "MQ"-Harze, die bisher verwendet wurden,
um Silikon-PSA-Zusammensetzungen herzustellen, haben im
allgemeinen ein Verhältnis (molar) M/Q im Bereich von etwa 0,6 bis
0,9. Außerdem tragen die der Anmelderin im Stand der Technik
bekannten Silikon-PSA's im allgemeinen nicht bedeutend zum
Molekulargewicht dieser MQ-Harze bei. Wenn das Molekulargewicht
irgendwie diskutiert wird, wird im Stand der Tedhnik nicht darauf
hingewiesen, daß es im Zusammenhang mit den oben erwähnten M/Q-
Verhältnissen irgendwie kritisch sein könnte.
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So lehrt EP-A-0 255 226 von Minnesota Mining and
Manufacturing Company (Copley et al.) Silikonhaftkleber (PSA's), die
(a) einen Polydimethylsiloxangummi (oder ein Copolymer) mit
hohem Molekulargewicht und (b) ein MQ-Harz mit einer
Polydispersität von 2,0 enthalten, wobei das Verhältnis M/Q 0,5 bis 1,0
ist. Gemäß dieser Offenbarung werden von den Erfindern enge
Fraktionen eines im Handel erhältlichen MQ-Harzes (GE-545)
hergestellt. Wenn diese Harzfraktionen anstelle des gesainten Harzes
für die Formulierung der PSA-Zusammensetzungen verwendet werden,
zeigen sie eine bessere Haftleistung.
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Wenn im Stand der Technik ein breiterer Bereich des oben
erwähnten Verhältnisses M/Q offenbart wird, wird nicht die
Kombination eines spezifischen Bereiches dieses Verhältnisses mit
einem spezifischen Molekulargewichtsbereich vorgeschlagen, um
verbesserte Hafteigenschaften zu erhalten. Zum Beispiel lehrt
US-PS 3 929 704 von Horning ein Silikon-PSA, das ein MQ-Harz,
Silikongummi und ein Härtungsmittel umfaßt, wobei das
Härtungsmittel ein Peroxid ist, gemischt mit einem Weichmacher und einem
Streckmittel. Obwohl das Horning-Patent einen breiten Bereich
für das Verhältnis M/Q von 0,5 bis 1,5 lehrt, schweigt es im
Hinblick auf irgendeine Begrenzung des Molekulargewichts
bezüglich des Silikonharzes und der bevorzugte Bereich für M/Q ist
angegeben mit 0,55 bis 0,75.
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Außerdem wird bei Silikon-PSA-Zusammensetzungen des
Standes der Technik allgemein ein Verhältnis Harz/Polymer von etwa
40/60 bis etwa 60/40, bezogen auf Gewicht, angewendet und das
relativ hohe Verhältnis Harz/Polymer, das bei den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Betracht gezogen wird, wird nicht
vorgeschlagen.
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Obwohl das Molekulargewicht der verschiedenen
Harzfraktionen bei Copley et al. angegeben ist, liegt im Brennpunkt des
Interesses dieser Erfinder die enge Molekulargewichtsverteilung
der Harze. Außerdem führt die Lehre von Copley et al. weg von
der Verwendung von Harzen mit einem M/Q-Verhältnis von weniger
als 0,5 oder mehr als 1,0. Es gibt daher keinen durch diese
Literaturstelle gelieferten Hinweis, Silikon-PSA unter Verwendung
eines Silikonharzes mit einem verschiedenen Bereich an
M/Q-Parametern zu bilden, insbesondere in Kombination mit einem
kritischen Molekulargewichtsbereich für dieses Harz. Weder die
Anmeldung von Copley et al. noch irgendein anderer den Anmeldern
bekannter Stand der Technik schlägt die Herstellung von Silikon-
PSA's aus Silikonharzen mit einem Molekulargewicht im Bereich
von 950 bis 1600 und gleichzeitig einem Verhältnis M/Q von 1,1
bis 1,4 vor, wobei das Gewichtsverhältnis von Harz/Polymer im
Bereich von 60/40 bis 90/10 liegt. Anders als die Harzfraktionen
von Copley et al. sind die unfraktionierten Harze der
vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf eine Polydispersität von 2,0.
Die Harze vermitteln, wenn sie zu Silikon-PSA's formuliert
werden, eine verbesserte Haftung an niederenergetischen Substraten,
zum Beispiel Polyethylen und Polytetrafluorethylen (zum Beispiel
Teflon ).
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Die vorliegende Erfindung betrifft daher eine
Silikonhaftkleberzusammensetzung, enthaltend:
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(A) 60 bis 90 Gew.-Teile eines löslichen Organopolysiloxans mit
einem Mn-Wert von 950 bis 1600, wobei der Peak des
Neopentamers der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si von der Messung
ausgeschlossen ist, das im wesentlichen aus
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht, worin jeder Rest
R einen monovalenten Rest bedeutet ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten
Kohlenwasserstoffresten, wobei mindestens 1/3 aller Reste R
Methylreste sind, und wobei das Molverhältnis von R&sub3;SiO1/2-
Siloxaneinheiten zu SiO4/2-Siloxaneinheiten in dem löslichen
Organopolysiloxan einen Wert von 1,1/1 bis 1,4/1 hat, wobei
das Molverhältnis das Verhältnis der Gesamtzahl von
Triorganosiloxygruppen der harzartigen und Neopentamer-Anteile
von (A) zu der Gesamtzahl von Silikatgruppen der harzartigen
und Neopentamer-Anteile von (A) bedeutet, und wobei
Komponente (A) eine geringe Menge eines Materials mit niedrigem
Molekulargewicht enthält, das im wesentlichen aus einem
Neopentamerorganopolysiloxan der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si
zusammengesetzt ist, und
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(B) 10 bis 40 Gew.-Teile eines Polydiorganosiloxans mit der
allgemeinen Formel R¹R²&sub2;SiO(R²&sub2;SiO)nSiR²&sub2;R¹, worin jeder Rest
R² einen monovalenten Rest bedeutet ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten
Kohlenwasserstoffresten, wobei mindestens 1/2 aller Reste R²
Methylreste sind, jeder Rest R¹ einen Rest bedeutet
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Resten R² und OH-
Resten, und der Index n eine Zahl mit einem Durchschnittwert
von mindestens 50 ist.
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Figur 1 ist ein Diagramm der Schälhaftung von Silikon-
PSA's an einem Polyethylensubstrat als Funktion des
zahlenmittleren Molekulargewichts des Harzes, angewendet bei einer
optimalen Beladung.
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Figur 2 ist ein Diagramm der Schälhaftung eines Silikon-
PSA's an einem PTFE-Substrat als Funktion des zahlenmittleren
Molekulargewichts des Harzes, angewendet bei einer optimalen
Beladung.
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Die Silikonhaftkleberzusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung können in vier getrennte Systeme aufgeteilt werden:
System I betrifft Silikonhaftkleberzusammensetzungen, die eine
sehr hohe Klebrigkeit und Schälhaftung an Substraten
einschließlich Materialien mit geringer Oberflächenenergie, wie
Polyolefinen und Polytetrafluorethylen, liefern; System II betrifft
Silikonhaftkleberzusammensetzungen, die eine Kohäsionsfestigkeit
bei höheren Temperaturen liefern als die Silikonhaftkleber von
System I; System III bezieht sich auf
Silikonhaftkleberzusammensetzungen, die weniger Lösungsmittel für die Einstellung der
Viskosität bei der Beschichtung erfordern als Kleber von System
II; und System IV bezieht sich auf Zusammensetzungen, die
< 1 Gew.-% flüchtige Komponenten enthalten.
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Komponente (A) der vorliegenden Erfindung ist ein
lösliches Organopolysiloxan, das im wesentlichen aus R&sub3;SiO1/2-
Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht. Unter dem
Ausdruck löslich wird verstanden, daß das Organopolysiloxan
entweder in einem flüssigen Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol,
Xylol, Heptan und dergleichen, oder in einem flüssigen Silikon,
zum Beispiel einem cyclischen oder linearen Polydiorganosiloxan,
im wesentlichen vollständig, gelöst werden kann. Vorzugsweise
ist das Harz in Komponente (B), wie unten ausgeführt, löslich.
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In der Formel für Komponente (A) bedeutet R einen
monovalenten Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Kohlenwasserstoff- und halogenierten Kohlenwasserstoffresten,
vorzugsweise solchen mit weniger als 20 Kohlenstoffatomen und am
meisten bevorzugt mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für
geeignete Gruppen R schließen Alkylreste, wie Methyl-, Ethyl-,
Propyl-, Pentyl-, Octyl-, Undecyl- und Octadecylreste;
cycloaliphatische Reste, wie Cyclohexylreste; Arylreste, wie Phenyl-,
Tolyl-, Xylyl-, Benzyl- und 2-Phenylethylreste; Alkenylreste,
wie Vinylreste; und chlorierte Kohlenwasserstoffreste, wie 3-
Chlorpropyl- und Dichlorphenylreste, ein.
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Um die Löslichkeit der Komponente (A) in Komponente (B)
zu verbessern, ist es wunschenswert, die überwiegenden Reste R
in ersterer an die überwiegenden Reste R² der letzteren an
zupassen. Vorzugsweise sind mindestens 1/3 und bevorzugter im
wesentlichen alle Reste R in der Formel für die Komponente (A)
Methylreste. Die Methylreste können in irgendeiner gewunschten
Anordnung unter den R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten verteilt sein,
jedoch ist es bevorzugt, daß jede R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheit
mindestens einen und bevorzugter mindestens zwei Methylreste trägt.
Beispiele für bevorzugte R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten schließen
Me&sub3;SiO1/2-, PhMe&sub2;SiO1/2- und Ph&sub2;MeSiO1/2-Einheiten ein, worin Me
einen Methylrest bedeutet und Ph einen Phenylrest bedeutet.
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Kolponente (A) schließt einen harzartigen Anteil ein,
worin die R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten (d.h. M-Einheiten) an die
SiO4/2-Siloxaneinheiten (d.h. Q-Einheiten) gebunden sind, die
jeweils wieder an mindestens eine SiO4/2-Siloxaneinheit
gebunden sind. Einige SiO4/2-Siloxaneinheiten sind an Hydroxylreste
gebunden, was zu HOSiO3/2-Einheiten (d.h. TOH-Einheiten) führt,
was den Gehalt an siliciumgebundenen Hydroxylresten des
Organopolysiloxans bestimmt und einige sind nur an weitere
SiO4/2-Siloxaneinheiten gebunden. Zusätzlich zu dem harzartigen
Anteil enthält die Komponente (A) einen geringen Anteil eines
Materials fit geringem Molekulargewicht, der im wesentlichen aus
einem neopentameren Organopolysiloxan mit der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si
gebildet wird, wobei letzteres Material ein Nebenprodukt bei der
Herstellung des Harzes nach der Methode von Daudt et al., die
unten beschrieben wird, ist.
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Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung muß der
harzartige Anteil der Komponente (A) ein zahlenmittleres
Molekulargewicht (Mn) von 950 bis 1600 haben, wenn dieses mit
Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen wird, wobei der
Neopentamerpeak von der Messung ausgeschlossen ist. Bei dieser
Molekulargewichtsbestimmung werden übliche Polystyrol- (PS)
-Molekulargewichtsstandards angewendet, um die chromatographische
Einrichtung zu kalibrieren. Es wurde auch gefunden, daß enge Fraktionen
von MQ-Harzen verwendet werden können, um die GPC-Ausstattung zu
kalibrieren, wenn die absoluten Molekulargewichte zuerst mit
einer Technik, wie Dampfphasenosmometrie, gemessen werden.
Letzteres Mn steht direkt in Beziehung zu dem Wert, der erhalten
wird mit PS-Standards. Zum Beispiel wurde im Fall von MQ-Harzen
auf Basis von (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und
SiO4/2-Siloxaneinheiten bestimmt, daß die Beziehung zwischen diesen zwei
Standards wie folgt ist: Mn (Harz) = 2,77 Mn(PS) - 736, wobei der
Korrelationskoeffizient für die lineare Regression R = 0,995 ist
und wobei jede GPC-Bestimmung unter Verwendung des gleichen
Satzes von Säulen, der gleichen Lösungsmittel, Fließrate und
Temperatur, wie unten beschrieben, durchgeführt wurde. Somit
sind Mn-Messungen, die mit Harzstandards in einigen der unten
gezeigten Beispiele erhalten wurden, vollständig in die
entsprechenden Mn-Werte unter Verwendung der PS-Standards umwandelbar.
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Mn-Werte, die
unten angegeben werden, auf den PS-Standard und sind daher in
üblicher Weise reproduzierbar.
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Es ist bevorzugt, daß Komponente (A) einen Mn-Wert von
1200 bis 1300 hat und aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und
SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht, von denen einige
siliciumgebundene Hydroxylgruppen tragen.
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Ein weiteres wichtiges Erfordernis der vorliegenden
Erfindung besteht darin, daß das Molverhältnis aller
M-Siloxaneinheiten zu allen Q-Siloxaneinheiten des Harzes zwischen 1,1 und
1,4, vorzugsweise zwischen etwa 1,1 und 1,3 liegt. Obwohl dieses
Verhältnis im allgemeinen umgekehrt proportional zur
Molekülgröße der durchschnittlichen Harzteilchen ist, ist die
Korrelation im besten Fall nur angenähert. Die obigen molaren
Verhältnisse M/Q können leicht erhalten werden durch
²&sup9;Si-kernmagnetische Resonanz, wobei diese Technik eine quantitative Bestimmung
des molaren Anteils von M (Harz), M(Neopentamer), Q(Harz),
Q(Neopentamer) und TOH zuläßt. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung muß das Verhältnis, wie oben genau angegeben, von
(M(Harz) + M(Neopentamer)}/{Q(Harz) + Q(Neopentamer)} zwischen
1,1 und 1,4 liegen. Im folgenden bedeutet der Einfachheit halber
und wenn nicht anders angegeben M/Q das Verhältnis aller
Triorganosiloxygruppen der Harz und Neopentameranteile von (A) zu
der Gesamtzahl von Silikatgruppen der Harz- und
Neopentameranteile von (A).
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Komponente (A) kann mit irgendeiner Methode hergestellt
werden, vorausgesetzt, daß diese Methode ein lösliches
Organopolysiloxan liefert, das im wesentlichen aus
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht und einen Mn-Wert
von 950 bis 1600 und ein M/Q-Verhältnis von 1,1 bis 1,4 hat.
Komponente (A) wird vorzugsweise hergestellt mit dem
Silicahydrosolverfahren von Daudt et al., US-Patent Nr. 2 676 182, in
der von Brady, US-Patent Nr. 3 627 851, und Flannigan, US-Patent
Nr. 3 772 247, modifizierten Art.
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Kurz ausgeführt umfaßt das modifizierte Verfahren von
Daudt et al., daß man die Konzentration der Natriumsilikatlösung
und/oder das Verhältnis von Silicium zu Natrium in dem
Natriumsilikat und/oder die Zeit, bevor die neutralisierte
Natriumsilikatlösung blockiert wird, auf im allgemeinen geringere Werte
als die, die von Daudt et al. offenbart werden, begrenzt, um ein
übermäßiges Wachstum der Silicateilchen zu verhindern und ein
lösliches Organopolysiloxan mit dem erforderlichen Mn zu
erhalten. So wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die
Silikatkonzentration im allgemeinen auf einen Wert von 40 bis
120, vorzugsweise 60 bis 100 und am meisten bevorzugt etwa 75,
Gramm/Liter begrenzt. Das neutralisierte Silicahydrosol wird
vorzugsweise mit einem Alkohol, zum Beispiel Isopropanol,
stabilisiert und sobald wie möglich mit
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten blockiert, vorzugsweise innerhalb von 30 Sekunden, nachdem
neutralisiert worden ist. Das angewendete Natriumsilikat hat
vorzugsweise die Formel Na&sub2;O xSiO&sub2;, worin x einen Wert von 2 bis
weniger als 3,5 hat.
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Es ist wichtig anzumerken, daß der Gehalt an
siliciumgebundenen Hydroxylgruppen an dem Organopolysiloxan von Komponente
(A) vermindert werden kann, vorzugsweise auf weniger als etwa 1
Gew.-%. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem
Hexamethyldisilazan mit dem Organopolysiloxan umgesetzt wird. Eine
solche Reaktion kann zum Beispiel mit Trifluoressigsäure
katalysiert werden. Alternativ kann Trimethylchlorsilan oder
Trimethylsilylacetamid mit dem Organopolysiloxan umgesetzt werden,
wobei ein Katalysator in diesem Fall nicht notwendig ist. Solche
modifizierten Formen von Komponente (A) fallen definitionsgemäß
unter die Anforderungen von Komponente(A).
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Komponente (B) der vorliegenden Erfindung ist ein
Polydiorganosiloxan mit der allgemeinen Formel
R¹R²2SiO(R²&sub2;SiO)nSiR²&sub2;R¹ In dieser Formel bezeichnet jeder Rest
R² einen monovalenten Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten Kohlenwasserstoffresten
und jeder Rest R¹ bezeichnet einen Rest ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Resten R² und OH-Resten. Beispiele für Reste R²
schließen Kohlenwasserstoff- und halogenierte
Kohlenwasserstoffreste, die oben für R aufgeführt wurden, ebenso wie monovalente
Kohlenwasserstoffreste, die olefinisch ungesättigte Bindungen
enthalten, zum Beispiel Alkenyl- und Cycloalkenylreste, wofür
Beispiele Vinyl-, Allyl-, Butenyl-, Hexenyl-, Cyclohexenyl- und
beta-Cyclohexenylethylreste sind, ein. Komponente (B) kann aus
einem einzelnen Polydiorganosiloxan oder einer Mischung von zwei
oder mehr verschiedenen Polydiorganosiloxanen aufgebaut sein.
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Komponente (B) umfaßt typischerweise ein
Polydiorganosiloxan, bei dem mindestens 50% und vorzugsweise mindestens 85%
der Reste R² Methylreste sind. Die Methylreste können in
irgendeiner Weise auf dem Polydiorganosiloxan verteilt sein. R¹ kann
irgendein Rest R² oder ein Hydroxylrest sein. Zum Beispiel
können beide Reste R¹ R² sein, zum Beispiel Methyl-, Vinyl- oder
Phenyl- oder Hydroxylreste. Alternativ können die Reste R¹
verschieden sein, zum Beispiel Methyl- und Vinyl- oder Methyl- und
Hydroxylreste. Außerdem kann Komponente (B) Spuren von
verzweigenden Siloxanstellen haben, zum Beispiel R²SiO3/2-Einheiten
und SiO4/2-Einheiten, vorausgesetzt, daß die Komponente
fließfähig bleibt.
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Komponente (B) besteht vorzugsweise im wesentlichen aus
einem Polydiorganosiloxan mit der allgemeinen Formel
R"R'&sub2;SiO(R¹&sub2;SiO)nSiR'&sub2;R", worin jeder Rest R' Methyl-,
Phenyl- der Alkenylreste bedeutet, wovon mindestens 85% Methylreste
sind, und jeder Rest R" einen Rest ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Resten R' und OH-Resten bedeutet. Die
Durchschnittswerte für den Index n in der obigen Formel hängen von der Art
des herzustellenden PSA ab. Für Formulierungen, die ausreichend
Lösungsmittel beinhalten, um der endgültigen PSA-Zusammensetzung
eine praktische Verarbeitungsviskosität zu verleihen, zum
Beispiel Systeme I bis III, ist der Durchschnittswert für n
typischerweise größer als etwa 200. Wenn andererseits
PSA-Zusammensetzungen erwünscht sind, die weniger als etwa 1 Gew.-%
flüchtige Verbindungen aufweisen (sogenannte "lösungsmittelfreie" oder
System IV-PSA's), sollte der Durchschnittwert für n etwa 50 bis
etwa 200 sein, um ein endgültiges PSA herzustellen mit einer
praktischen Verarbeitungsviskosität. Für die Zwecke der
vorliegenden Erfindung wird der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen
eines solchen lösungsmittelfreien Systems bestimmt, indem 2
Gramm Probe des Materials 1 Stunde lang auf 150ºC erhitzt werden
und das Gewicht des Rückstandes notiert wird.
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Der verwendete durchschnittliche Wert von n sollte
vorzugsweise ein Organopolysiloxan der Komponente (B) mit einer
Viskosität bei 25ºC von etwa 50 Millipascal-Sekunden (50
centipoise) bis etwa 100 Kilopascal-Sekunden (100.000.000 centipoise)
liefern, wobei die Viskosität eine Funktion der Reste R² an dem
Polymer ist. Die bevorzugte Viskosität von Komponente (B) hängt
ab von den spezifischen Eigenschaften, die für den
Silikonhaftkleber erwünscht sind. Bei System I- und System
II-Silikonhaftklebern wird ein Gummi auf Basis von Polydiorganosiloxan als
Komponente (B) verwendet mit einer Viskosität im Bereich von
300.000 bis 10.000.000 mPa s (centipoise), gemessen bei 25ºC.
Für System III-Silikonhaftkleber wird ein Polydiorganosiloxan
auf flüssiger Basis als Komponente (B) verwendet mit einer
Viskosität im Bereich von etwa 800 bis 300.000 mPa s (centipoise),
vorzugsweise 10.000 bis 100.000 mPa s (centipoise), gemessen bei
25ºC. Für System IV-PSA's wird eine Komponente (B) mit einer
Viskosität von etwa 50 bis 800 mPa s (cP), vorzugsweise 200 bis
500 mPa s (cP), angewendet, gemessen bei 25ºC.
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Beispiele für Polydiorganosiloxane, die zur Verwendung
als Komponente (B) in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
geeignet sind, schließen Polydiorganosiloxane mit
Hydroxylendgruppen, Polydiorganosiloxane mit Alkenylendgruppen und
Polydiorganosiloxane, die endständig Kohlenwasserstoffreste aufweisen,
die frei sind von olefinisch ungesättigten Bindungen, ein.
Spezifische Beispiele dieser Polydiorganosiloxane schließen ein
ViMe&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)nSiMe&sub2;Vi,
ViMe&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)0,95n(MePhSiO)0,05nSiMe&sub2;Vi,
Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)nSiMe&sub3;, HOMe&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)nSiMe&sub2;OH,
HOR²&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)0,94n(Ph&sub2;SiO)0,06nSiR²&sub2;OH,
HOR²&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)0,95n(MeViSiO)0,05nSiR²&sub2;OH,
ViMe&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)0,98n(MeViSiO)0,02nSiMe&sub2;Vi,
HOR²&sub2;SiO(Me&sub2;SiO)0,88n(Ph&sub2;SiO)0,12nSiR²&sub2;OH,
Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)0,95n(MeViSiO)0,05nSiMe&sub3;,
PhMeViSiO(Me&sub2;SiO)nSiPhMeVi, Me&sub3;SiO(Me&sub2;SiO)0,5n(MePhSiO)0,5nSiMe&sub3;
und PhMeViSiO(Me&sub2;SiO)0,8n(MePhSiO)0,1n(Ph&sub2;SiO)0,1nSiPhMeVi, sind
aber nicht darauf beschränkt, worin Me, Vi und Ph Methyl-,
Vinyl- bzw. Phenylreste bedeuten und beide Reste R² an den
endständigen Teilen gleich sind wie wenigstens eine der in dem
Polydiorganosiloxan vorhandenen Siloxaneinheiten und n wie
vorher definiert ist.
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Die optimalen relativen Mengen der Komponenten (A) und
(B), die verwendet werden zur Bildung der
Silikon-PSA-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung, werden am besten
durch Routineversuche bestimmt, da die Haftleistung zumindest
eine Funktion des Molekulargewichts von Harz (A) und Polymer (B)
ist. Typischerweise sind die Anteile so, daß 60 bis 90 Gew.-
Teile Komponente (A) pro 100 Gew.-Teilen Komponenten (A) + (B)
verwendet werden. Diese Mengen sind nicht-flüchtige Mengen,
bestimmt mit dem Test für den Gehalt nicht-flüchtiger
Bestandteile, der unten angegeben ist. Die bevorzugten Mengen der
Komponenten (A) und (B) hängen ab von der Art des Silikonhaftklebers.
Vorzugsweise enthält ein Silikonhaftkleber des Systems I
ungefähr 80 Gew.-Teile Komponente (A) pro 100 Gew.-Teilen der
Komponenten (A) + (B). Vorzugsweise enthält ein Silikonhaftkleber des
Systems II ungefähr 75 Gew.-Teile Komponente (A) pro 100 Gew.-
Teilen der Komponenten (A) + (B). Vorzugsweise enthält ein
Silikonhaftkleber des Systems III ungefähr 72 Gew.-Teile Komponente
(A) pro 100 Gew.-Teilen der Komponenten (A) + (B). Vorzugsweise
enthält ein Silikonhaftkleber des Systems IV ungefähr 70 Gew.-
Teile Komponente (A) pro 100 Gew.-Teilen der Komponenten (A) +
(B).
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Obwohl die PSA's der vorliegenden Erfindung durch
Erhitzen auf Temperaturen von bis zu etwa 300ºC über einen
geeigneten Zeitraum gehärtet werden können, ist es bevorzugt, daß ein
Vernetzungsmittel (C) auch in die Zusammensetzung eingearbeitet
wird, um überragende Hafteigenschaften zu erhalten.
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Das Vernetzungsmittel (C) der vorliegenden Erfindung kann
irgendein reaktives Material sein, das Komponente (B) aus ihrem
normalerweise fließfähigen Zustand in einen nicht-fließfähigen
Zustand umwandelt. Vernetzungsmittel, die mit den Alkenylresten
und/oder Hydroxylresten und/oder Alkylresten reagieren können,
werden empfohlen. Vorzugsweise ist das Vernetzungsmittel ein
organisches Peroxid oder ein Organohydrogenpolysiloxan.
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Für die Systeme I bis III der vorliegenden Erfindung, bei
denen die Polymerkomponente (B) keine ungesättigten Gruppen
enthält, wird typischerweise ein organisches Peroxid als
Vernetzungsmittel verwendet. Organische Peroxide als
Vernetzungsmittel schließen Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-
2,5-di(t-butylperoxy)hexan und Dichlorbenzoylperoxid ein.
Benzoylperoxid hat sich als besonders wirksames organisches Peroxid
für ein Vernetzungsmittel erwiesen. Das organische Peroxid als
Vernetzungsmittel wird in einem Anteil von etwa 1 bis 2 Teilen
pro 100 Gew.-Teilen Komponenten (A) und (B) verwendet.
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Bei PSA's, bei denen die Polymerkomponente (B) olefinisch
ungesättigte Gruppen enthält, ist im allgemeinen das bevorzugte
Vernetzungsmittel ein Organohydrogenpolysiloxan. Wenn Komponente
(B) durchschnittlich mindestens drei olefinisch ungesättigte
Gruppen pro Molekül enthält, sollte dieser
Organohydrogenpolysiloxanvernetzer durchschnittlich mindestens 2 siliciumgebundene
Wasserstoffatome in jedem Molekül aufweisen. Wenn Komponente (B)
durchschnittlich mindestens zwei olefinisch ungesättigte Gruppen
pro Molekül enthält, sollte dieser
Organohydrogenpolysiloxanvernetzer durchschnittlich mindestens 3 siliciumgebundene
Wasserstoffatome in jedem Molekül aufweisen. Vorzugsweise hat diese
Art von Vernetzer mindestens 3 siliciumgebundene
Wasserstoffatome pro Molekül. Alternativ könnte ein vinylspezifisches
Peroxid als Vernetzungsmittel für PSA's von System I bis System III
verwendet werden, bei denen ein Polymer, das ungesättigte
Gruppen enthält, angewendet wird.
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Beispielhaft für Organohydrogenpolysiloxane, die für die
vorliegende Erfindung wirksam sind, sind flüssige
Organohydrogenpolysiloxane, wie Polymethylhydrogensiloxane; flüssige
Siloxancopolymerharze, die aus SiO4/2-Einheiten,
Me&sub3;SiO1/2-Einheiten und Einheiten wie Me&sub2;HSiO1/2, MeHSiO2/2 und Me&sub2;SiO2/2
etc. zusammengesetzt sind und Mischungen davon. Ein bevorzugtes
Organohydrogenpolysiloxan als Vernetzungsmittel ist ein lineares
Methylhydrogenpolysiloxan, das aus
Methylhydrogensiloxaneinheiten und gegebenenfalls Dimethylsiloxaneinheiten zusammengesetzt
ist. Wenn ein Siloxan (B) mit Alkenylfunktionen angewendet wird,
wird das Organohydrogenpolysiloxanvernetzungsmittel in einer
Menge zugegeben, die ausreicht, um 1 bis 200 siliciumgebundene
Wasserstoffatome pro Alkenylrest in der Zusammensetzung
bereitzustellen. Das bevorzugte Verhältnis hängt ab von der Art der
Zusammensetzung. Zum Beispiel sind 30 bis 60 für PSA's der
Systeme I und II und 10 bis 30 für PSA's von System III die
jeweilig bevorzugten Bereiche für den Gehalt an siliciumgebundenen
Wasserstoffatomen pro Alkenylrest.
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Für erfindungsgemäße PSA's von System IV wird eine
Polymerkomponente (B) verwendet, die mindestens zwei olefinisch
ungesättigte Gruppen in jedem Molekül enthält, und diese
Klebstoffe werden gehärtet mit den oben beschriebenen
Organohydrogenpolysiloxanvernetzungsmitteln. In diesem Fall muß das
Vernetzungsmittel (C) kompatibel mit und vorzugsweise löslich in
der Mischung von (A) und (B) sein. Unter "kompatibel" wird
verstanden, daß die erforderliche Menge des
Organohydrogenpolysiloxans zumindest teilweise löslich ist in der Mischung von (A)
und (B) und in einem gleichmäßig verteilten Zustand in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen existiert, während es an der
Härtungsreaktion teilnimmt, bis die Härtung durchgeführt ist. In
diesen PSA's von System IV werden Polymethylhydrogensiloxane mit
einem Polymerisationsgrad von weniger als 80 vorzugsweise als
Vernetzungsmittel angewendet. Bevorzugter haben die
Polymethylhydrogensiloxane einen Polymerisationsgrad von weniger als 10.
Dieses Vernetzungsmittel wird in einer ausreichenden Menge
zugegeben, um 1 bis 30 siliciumgebundene Wasserstoffatome pro
olefinisch ungesättigtem Rest in der Gesamtmenge von (A) und (B) zu
liefern. Vorzugsweise sind 1 bis 10 siliciumgebundene
Wasserstoffatome pro olefinisch ungesättigtem Rest vorhanden.
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Wenn ein Organohydrogenpolysiloxanvernetzungsmittel
verwendet wird, wird empfohlen, daß die Zusammensetzungen
zusätzlich einen ein Metall der Platingruppe enthaltenden Katalysator,
wie unten beschrieben, enthalten. Solche ein Metall der
Platingruppe enthaltenden Katalysatoren beschleunigen die Reaktion von
Komponente (B) mit dem Vernetzungsmittel und lassen ein Härten
der Zusammensetzung bei Raumtemperatur oder niedriger Temperatur
zu. Der ein Metall der Platingruppe enthaltende Katalysator wird
in einer Menge zugegeben, die ausreicht, um 0,1 bis 1000,
vorzugsweise 1 bis 500 und am meisten bevorzugt 10 bis 300, Gew.-
Teile Platin pro 1 Million Gew.-Teile Zusammensetzung
bereitzustellen.
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Wenn ein ein Metall der Platingruppe enthaltender
Katalysator verwendet wird, wird empfohlen, daß die Zusammensetzungen
zusätzlich einen Inhibitor für den Platinkatalystor enthalten.
Der Inhibitor für den Platinkatalysator kann irgendein Inhibitor
für einen Platinkatalysator sein, der im Stand der Technik
bekannt ist. Bevorzugte Inhibitoren für Platinkatalysatoren
schließen verschiedene "En-In"-Systeme, wie 3-Methyl-3-penten-1-
in und 3,5-Dimethyl-3-hexen-1-in; acetylenische Alkohole, wie 3-
Methyl-1-butin-3-ol, 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-ol, 3-Methyl-1-
pentin-3-ol und Phenylbutinol; Maleate und Fumarate ebenso wie
die wohlbekannten Dialkyl-, Dialkenyl- und Dialkoxyalkylfumarate
und -maleate; Cyclovinylsiloxane und Benzylalkohol ein. Der
Inhibitor für den Platinkatalysator kann in irgendeiner Menge
verwendet werden, die die oben beschriebene katalysierte
Additionsreaktion bei Raumtemperatur verzögert, ohne die Reaktion bei
erhöhter Temperatur zu verhindern; der zu verwendende Anteil
dieses Inhaltsstoffs kann leicht durch Routineversuche bestimmt
werden.
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Das Härten der Zusammensetzungen der Erfindung kann
erreicht werden, indem auf Temperaturen von bis zu 300ºC,
vorzugsweise 80 bis 200ºC, über einen geeigneten Zeitraum erhitzt wird.
Die Zusammensetzungen können auch mit UV-Licht oder
Elektronenstrahlung gehärtet werden. Ultraviolettlicht kann verwendet
werden, um die Zusammensetzungen zu härten, wenn ein oder mehrere
Vernetzungsmittel vor dem Härten zugegeben werden. Geeignete
Quellen für UV-Strahlung schließen u.a. Hanovia 550-Wattlampen
oder einen PPG-Prozessor Modell QC1202 ein.
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Wenn Ultraviolettlicht verwendet wird, sollte die
Zusammensetzung einen Radikalinitiator oder einen edelmetallhaltigen
Katalysator enthalten. Letztere Katalysatoren schließen alle
wohlbekannten Platin- und Rhodiumkatalysatoren ein, die wirksam
sind, um die Reaktion von siliciumgebundenen Wasserstoffatomen
mit siliciumgebundenen Alkenylresten oder Hydroxylresten zu
katalysieren. Zusätzlich können Komplexe der Metalle Ruthenium,
Palladium, Osmium und Iridium verwendet werden. Ein bevorzugter
platinhaltiger Katalysator ist ein
Chlorplatinsäure-Vinylsiloxan-Komplex,
der von Willing in US-Patent 3 419 593
offenbart wird. Bevorzugte Rhodiumkatalysatoren werden offenbart von
Eckberg in US-Patent Nr. 4 347 346. Die Menge an Edelmetall oder
edelmetallhaltigem Katalysator ist nicht kritisch, solange eine
richtige Vernetzung erreicht wird.
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Alternativ kann die Zusammensetzung gehärtet werden unter
Verwendung von Elektronenstrahlung. Quellen für
Elektronenstrahlen verschiedener Arten, zum Beispiel van de Graaff-,
Resonanzumwandler-, lineare, Dynatron- und Hochfrequenzvorrichtungen,
können verwendet werden. Elektronenstrahlung mit einer Energie
von 50 bis 1000 KeV, vorzugsweise 100 bis 300 KeV, die daraus
entladen wird, kann in einer Dosis von 0,1 bis 10,0 MegaRad (MR)
angewendet werden. Eine besonders bevorzugte Quelle für
Elektronenstrahlung ist eine, aus der ein kontinuierlicher
vorhangartiger Strahl aus einem linearen Filament austritt.
Beispiele für im Handel erhältliche Quellen für Elektronenstrahlen
sind Electro Curtain CB-150, erhältlich von Energy Sciences
Inc., und NP-ESH 150, erhältlich von Otto Durr.
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von System I bis
III werden hergestellt, indem 60 bis 90 Gew.-Teile von
Komponente (A) und 10 bis 40 Gew.-Teile von Komponente (B) in
Gegenwart eines nicht-reaktiven Lösungsmittels homogen vermischt
werden. Lösungsmittel, die für die vorliegende Erfindung geeignet
sind, schließen Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol, Heptan
und Lösungsbenzin, flüchtige Siloxane, zum Beispiel
Octamethylcyclotetrasiloxan und Hexamethyldisiloxan,
Halogenkohlenwasserstoffe, Alkohole, Ester, Ketone und Kombinationen dieser
Lösungsmittel ein. Die erforderliche Menge an Lösungsmittel
hängt ab von der Viskosität des Polydiorganosiloxans der
Komponente (B). Polydiorganosiloxanpolymere mit höherer Viskosität
erfordern mehr Lösungsmittel als Polydiorganosiloxanpolymere mit
geringerer Viskosität, um die Herstellung, die Handhabung und
das Auftragen der Zusammensetzungen zu erleichtern. Geeignete
Mischeinrichtungen schließen einen Spatel, Walzen, einen
mechanischen Rührer, eine Dreiwalzenmühle, einen
Sigma-Schaufelmischer, einen Brotteigmischer und eine Zweiwalzenmühle ein.
Bevorzugt wird Komponente (C) zu der obigen Mischung zugegeben,
direkt bevor das Produkt verwendet werden soll, im Fall eines
Peroxidvernetzungsmittels, kann aber mit (A) und (B) vermischt
werden im Fall eines
Organohydrogenpolysiloxanvernetzungsmittels. Wenn das Vernetzungsmittel ein Organohydrogenpolysiloxan
ist, kann der Inhibitor für den Platinkatalysator auch mit den
Komponenten (A), (B) und (C) vermischt werden und der ein Metall
der Platingruppe enthaltende Katalysator wird vorzugsweise als
letztes oder direkt vor der Verwendung zugegeben.
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Erfindungsgemäße PSA-Zusammensetzungen des Systems IV
können auch hergestellt werden, indem die Komponenten in einem
Lösungsmittel vermischt werden. Typischerweise wird Komponente
(A) in etwa 5 bis 15 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels
gelöst, um das Vermischen zu erleichtern, und dann wird Komponente
(B) zugegeben. Wenn die Viskosität von Komponente (B) gering
genug ist, kann das Vermischen ohne die Hilfe eines
Lösungsmittels bewirkt werden (d.h. eine im wesentlichen aus 100%
Feststoffen bestehende PSA-Zusammensetzung wird hier auch in
Betracht gezogen). Um eine lösungsmittelfreie Zusammensetzung der
vorliegenden Erfindung zu erhalten, sollte die Mischung der
Komponenten (A), (B) und des Lösungsmittels entgast werden unter
Bedingungen, die äquivalent sind einem Abziehen im Vakuum bei
130 C und 1 bis 2 mm Hg in chargenweisem Betrieb. Die Entfernung
des Lösungsmittels kann auch mit irgendeiner bekannten Technik
erreicht werden, zum Beispiel Kontakt mit einem Inertgasstrom,
Verdampfen, Destillieren, Abziehen in einem dünnen Film usw..
Übermäßig hohe Temperaturen sollten vermieden werden, wenn die
Komponenten (A) und (B) oder deren Mischungen entgast werden.
Eine Temperatur von 200ºC und vorzugsweise 150ºC sollte nicht
überschritten werden. Das Vernetzungsmittel und irgendein
geeigneter Katalysator werden dann zu der entgasten Mischung aus (A)
und (B) zugegeben, um die Zusammensetzung zu vervollständigen.
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Im allgemeinen können kleine Mengen zusätzlicher
Inhaltsstoffe zu den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zugegeben
werden. Zum Beispiel können Antioxidantien, Pigmente,
Stabilisatoren, Füllstoffe etc. zugegeben werden, solange diese die
Haftklebereigenschaften der Zusammensetzungen nicht wesentlich
vermindern.
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Die erfindungsgemäßen Silikon-PSA-Zusammensetzungen sind
geeignet als Haftkleber und kleben leicht an einem festen
Träger,
ob er flexibel oder starr ist. Diese Zusammensetzungen
können auf eine Oberfläche mit einem geeigneten Mittel aufgetragen
werden, zum Beispiel durch Walzen, Verteilen, Aufsprühen etc.,
und wie oben beschrieben gehärtet werden.
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Die Oberfläche des Trägers und das Substrat, an dem der
Träger haften soll, kann irgendein bekanntes festes Material
sein, zum Beispiel ein Metall wie Aluminium, Silber, Kupfer,
Eisen und deren Legierungen; ein poröses Material wie Papier,
Holz, Leder und Gewebe; ein organisches Polymermaterial wie ein
Polyolefin, zum Beispiel Polyethylen und Polypropylen; ein
Fluorkohlenstoffpolymer wie Polytetrafluorethylen und
Polyvinylfluorid; ein Silikonelastomer; Silikonharz; Polystyrol, ein
Polyamid wie Nylon; ein Polyester und Acrylpolymer; eine
gefärbte Oberfläche; ein Silikatmaterial wie Beton, Ziegel,
Aschensteine und Glas, zum Beispiel Glasfasergewebe etc.. Poröse
Materialien wie Glasfasergewebe werden oft mit einer Substanz
getränkt, die das Wandern des Silikonhaftklebers von einer
Oberfläche zu einer anderen Oberfläche des Trägers verhindert. In
dieser Hinsicht ist es auch wohlbekannt, die Oberfläche eines
Fluorkohlenstoffpolymerträgers chemisch zu behandeln, um die
Haftung des Silikonhaftklebers an dieser Oberfläche zu
verbessern. Wie vorher angegeben, sind erfindungsgemäße PSA's
besonders geeignet für Anwendungen, bei denen eine gute Haftung
an einer Oberfläche mit geringer Energie (zum Beispiel
Polyethylen oder Teflon ) erwünscht ist.
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Geeignete Gegenstände, die mit den erfindungsgemäßen
Silikonhaftklebern hergestellt werden können, schließen u.a.
Selbstklebebänder, Etiketten, Kennzeichen und andere dekorative
oder informelle Zeichen ein. Ein besonders geeigneter Gegenstand
ist einer, der einen flexiblen oder starren Träger umfaßt, der
extremen Temperaturen, heiß und/oder kalt, standhalten kann und
auf mindestens einer Oberfläche den Silikonhaftkleber der
Erfindung trägt. Bei einem solchen Gegenstand wird die Stabilität bei
hohen Temperaturen und die Flexibilität bei niederen
Temperaturen, die die Silikonhaftkleber der Erfindung besitzen, voll
ausgenutzt.
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Die folgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen weiter erläutern, aber die Erfindung nicht
beschränken,
die in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt ist.
Alle Teile und Prozentangaben in den Beispielen beziehen sich
auf Gewicht und alle Messungen wurden bei 25ºC durchgeführt,
wenn nicht anders angegeben.
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Die für die hier gezeigten Ergebnisse angewendeten
Vorrichtungen und Testverfahren waren wie folgt:
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Die Viskositäten wurden in centipoise bei Raumtemperatur
(25º+/-2ºC) unter Verwendung eines Brookfield-Viskometers mit
einer sich drehenden Scheibe, das mit einer LV-4-Spindel
ausgestattet war, gemessen.
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Der Gehalt an nicht-flüchtigen Bestandteilen, d.h.
Prozent Feststoffe, eines Materials wurde bestimmt, indem 2 g einer
Probe des Materials 1 Stunde lang auf 150ºC erhitzt wurden und
das Gewicht des Rückstandes als Prozentanteil des Gewichts der
ursprünglichen Probe ausgedrückt wurde.
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Die Molekulargewichte der löslichen Organopolysiloxane
wurden gemessen mit Gelpermeationschromatographie (GPC) unter
Verwendung von Varian TSK 4000 + 2500 Säulen bei 35ºC mit
Chloroform als mobiler Phase mit 1 ml/m. Polystyrol (PS) oder
Harzstandards wurden für die Kalibrierungen der linearen
Regression verwendet, wobei das erhaltene Mn unter Verwendung
jedes Standards konvertibel in den anderen Standard war, wie oben
beschrieben. Ein Detektor für den Brechungsindex wurde bei den
GPC-Messungen verwendet unter Anwendung der
PS-Standardkalibrierung und ein IR-Detektor, der auf 9,1 um eingestellt war, um
Si-O-Si nachzuweisen, wurde zur Messung unter Anwendung von
Harzstandards verwendet. Wenn Summationsendpunkte ausgewählt
wurden, um den Neopentameranteil (Me&sub3;SiO)&sub4;Si des Chromatogramms
von den Berechnungen des Molekulargewichts auszuschließen,
wurden die Molekulargewichte bezeichnet mit den Symbolen Mn, Mz, Mw
und Peak-Mw. Wenn Summationsendpunkte ausgewählt wurden, um das
gesamte Chromatogramm in die Berechnungen des Molekulargewichts
einzuschließen, wurden die Molekulargewichte bezeichnet mit den
Symbolen Mtn, Mtz, Mtw und Peak-Mtw. Wenn Molekulargewichte
erhalten wurden unter Verwendung der Kalibrierungen mit
Harzstandards, wurden die entsprechenden PS-Standardwerte auch in
der oben beschriebenen Weise berechnet.
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Die Haftung wurde gemessen, indem ein 6 x 1 inch Streifen
eines Klebers mit Kapton - oder Mylar -Rückseite auf eine 2 x
6 inch große saubere Platte aus rostfreiem Stahl, Polyethylen
(PE) oder Teflon aufgebracht wurde, wobei zwei Durchläufe mit
einer mit Kautschuk beschichteten 2 kg-Walze verwendet wurden.
Die Kraft, die erforderlich war, um das Band von der Platte zu
entfernen, wurde mit einem Keil-Testgerät gemessen mit einem
Abschälwinkel von 180º bei einer Rate von 12 inch pro Minute. Die
aufgezeichneten Werte sind Durchschnittswerte für
Mehrfachmeßwerte, die im Verlauf eines Abziehens pro Probe aufgenommen
wurden. Die Keil-Testvorrichtung ist beschrieben in TAPPI, Band 43,
Nr. 8, Seiten 164A und 165A (Ausugst 1960). Die Meßwerte sind
angegeben in den Einheiten ounces pro inch (oz/in).
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Die Klebrigkeit wurde gemessen an fünf Quadraten mit 1
inch² des Klebers mit Kapton - oder Mylar -Rückseite unter
Verwendung einer POLYKEN -Klebrigkeitstestvorrichtung mit
Meßfühler, erhältlich von Testing Machines, Inc., Amityville,
NY. Die Klebrigkeitstestvorrichtung hatte einen Meßfühler aus
rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 0,5 cm. Bei dem
Testverfahren wurden ein Gewicht mit 20 g, eine Verweilzeit von 0,5
Sekunden und eine Abziehgeschwindigkeit von 0,5 cm pro Sekunde
verwendet. Die angegebenen Ergebnisse zeigen den Durchschnitt
von fünf Meßwerten, ausgedrückt in Gramm.
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Die Fingerklebrigkeit war eine subjektive Messung des
Klebens des Klebstoffs. Die Fingerklebrigkeit wurde bestimmt von
einer Person, die einen Finger flüchtig mit dem Klebstoff in
Kontakt brachte und den Klebstoff bewertete auf Basis der
Klebrigkeit. Die folgenden Bewertungen wurden verwendet: hoch,
durchschnittlich, niedrig und keine.
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Die Verweilzeit wurde gemessen, indem Streifen mit 4 x
1/2 inch eines Klebstoffs mit Kapton -Rückseite oder eines
Klebstoffs mit Mylar -Rückseite auf eine saubere Platte aus
rostfreiem Stahl so aufgebracht wurden, daß eine Kontaktfläche
mit 1 x 1/2 inch entstand und mit zwei Durchläufen mit einer mit
Kautschuk beschichteten 2 kg-Walze gesichert. Ein Gewicht mit
500 g hing von dem freien Ende jedes Streifens herab. Die Zeit
bei einer gegebenen Temperatur, die erforderlich war, um zu
bewirken, daß sich die Streifen von der Stahlplatte trennten,
wurde gemessen. Wenn in einer Datentabelle nur eine Temperatur
oder eine Bezeichnung Durchlauf/Fehler angegeben ist, durchlief
diese Probe einen 5-tägigen Verweiltest bei dieser Temperatur.
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Zugmodul und Bruchspannung wurden gemessen, indem eine
Probe aus einem gehärteten Silikonhaftkleber von einer
Fluorsilikontrennauskleidung entfernt wurde und mit einem Instron-
Tester getestet wurde. Die Belastung in pound per square inch
(psi) bei 1000% Ausdehnung und am Bruchpunkt wurden bestimmt
unter Verwendung eines
Standardbelastungs/Verformungs-Testverfahrens.
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Die folgenden Harze der Beispiele wurde analysiert unter
Verwendung von ²&sup9;Si-NMR und die Molprozentanteile der
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten (M) und SiO4/2-Einheiten (Q) für die
Harzanteile (res) und Neopentameranteile (neo) wurden bestimmt;
daraus wurde das Gesamtverhältnis M/Q berechnet, wie oben
beschrieben.
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Harz A = eine Xylollösung eines Harzes bestehend aus
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten mit Mn = 1.963, Mw =
5.040, Mz = 15.170, Mw/Mn = 2,57 und einem Hydroxylgehalt von
3,45%. Mtn = 920, Mtw = 4.259, Mtz = 14.732 und Mtw/Mtn = 4,63
(die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
PS-Standards). M(res) = 36,0; M(neo) = 2,2; Q(res) = 46,8 und Q(neo) =
0,6. M/Q = 0,8.
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Harz B = eine Xylollösung eines Harzes bestehend aus
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten mit Mn = 1.535, Mw =
3.778, Mz = 12.810, Mw/Mn = 2,46 und einem Hydroxylgehalt von
2,63% (die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von PS-
Standards). M(res) = 36,4; M(neo) = 10,6; Q(res) = 40,3 und
Q(neo) = 2,7. M/Q = 1,1.
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Harz C = eine Xylollösung eines Harzes bestehend aus
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten mit Mn = 1.304, Mw =
2.353, Mz = 6.562, Mw/Mn = 1,80 und einem Hydroxylgehalt von
2,11%. Mtn = 568, Mtw = 1.560, Mtz = 3.768 und Mtw/Mtn = 2,75
(die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
PS-Standards). M(res) = 43,2; M(neo) = 4,5; Q(res) = 42,2 und Q(neo) =
1,1. M/Q = 1,1.
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Harz D = eine Xylollösung eines Harzes bestehend aus
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten mit Mn = 1.066, Mw =
1.593, Mz = 2.848, Mw/Mn = 1,49 und einem Hydroxylgehalt von
2,12%. Mtn = 590, Mtw = 1.273, Mt2 = 2.615 und Mtw/Mtn = 2,16
(die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
PS-Standards). M(res) = 46,1; M(neo) = 7,3; Q(res) = 37,9 und Q(neo) =
1,7. M/Q = 1,3.
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Harz E = eine Xylollösung eines Harzes, hergestellt,
indem Harz C mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart von
Trifluoressigsäure umgesetzt wurde, um den Gehalt an siliciumgebundenen
Hydroxylgruppen auf weniger als 0,5% zu vermindern.
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Harz F = eine Xylollösung eines Harzes, das hergstellt
wurde, indem Harz C mit
1,3-Bis(3,3,3-trifluorpropyl)-tetramethyldisilazan in Gegenwart von Trifluoressigsäure umgesetzt
wurde, um den Gehalt an siliciumgebundenen Hydroxylgruppen auf
weniger als 1,0% zu vermindern.
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Harz G = Harz, das hergestellt wurde, indem das
Xylollösungsmittel aus Harz E entfernt wurde und durch
Hexamethyldisiloxan mit einem Feststoffgehalt von 80% ersetzt wurde.
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Harz H = eine 69%-ige Toluollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde mit einer säurekatalysierten
Hydrolyse/Kondensation von Tetraethoxysilan, das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und
SiO4/2-Einheiten bestand mit Mn = 1.385, Mw = 1.906, Mz = 2.860,
Mw/Mn = 1,38 (die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
PS-Standards). Das entsprechende Mn auf Basis von PS-Standards
wurde berechnet mit 766. M(res) = 54,9; Q(res) = 36,9 (bei
diesem Verfahren wurde kein Neopentamer erzeugt). M/Q = 1,5.
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Harz I = eine 62%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Natriumsilikat gemäß dem Verfahren von Daudt
et al., das oben angegeben wurde, das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten
und SiO4/2-Einheiten bestand mit Mn = 1.919, Mw = 2.833, Mz =
4.477, Mw/Mn = 1,48 (die GPC-Daten wurden erhalten unter
Verwendung von PS-Standards). Das entsprechende Mn auf Basis von
PS-Standards wurde berechnet mit 958. M(res) = 41,9; M(neo) =
9,2; Q(res) = 34,3 und Q(neo) = 2,0. M/Q = 1,4.
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Harz J = eine 70%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Natriumsilikat gemäß dem Verfahren von Daudt
et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten
bestand mit Mn = 2.136, Mw = 3.396, Mz = 5.801, Mw/Mn = 1,59
(die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
Harzstandards).
Das entsprechende Mn auf Basis von PS-Standards
wurde berechnet mit 1.037. M(res) = 43,5; M(neo) = 6,4; Q(res) =
35,2 und Q(neo) = 1,7. M/Q = 1,4.
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Harz K = eine 80%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Natriumsilikat gemäß dem Verfahren von Daudt
et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten
bestand mit Mn = 2.562, Mw = 4.719, Mz = 9.261, Mw/Mn = 1,59
(die GPC-Daten wurden erhalten unter Verwendung von
Harzstandards). Das entsprechende Mn auf Basis von PS-Standards
wurde berechnet mit 1.191. M(res) = 44,6; M(neo) = 5,0; Q(res) =
38,0 und Q(neo) = 1,4. M/Q = 1,3.
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Harz L = eine 82,5%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Kaliumsilikat gemäß dem Verfahren von
Daudt et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und
SiO4/2-Einheiten bestand mit Mn = 3.788, Mw = 12.020, Mz = 38.530, Mw/Mn =
3,17 und einem Hydroxylgehalt von 2,74% (die GPC-Daten wurden
erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das entsprechende
Mn auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit 1.633. M(res)
= 40,0; M(neo) = 5,2; Q(res) = 39,9 und Q(neo) = 1,4. M/Q = 1,1.
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Harz M = eine 73,5%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Natriumsilikat gemäß dem Verfahren von
Daudt et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und
SiO4/2-Einheiten bestand mit Mn = 4.339, Mw = 16.140, Mz = 59.620, Mw/Mn =
3,72 und einem Hydroxylgehalt von 2,54% (die GPC-Daten wurden
erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das entsprechende
Mn auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit 1.832. M(res)
= 39,3; M(neo) = 4,1; Q(res) = 41,4 und Q(neo) = 1,3. M/Q = 1,0.
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Harz N = eine 71%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Natriumsilikat gemäß dem Verfahren von Daudt
et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten
bestand mit Mn = 4.364, Mw = 15.840, Mz = 54.640, Mw/Mn = 3,63
und einem Hydroxylgehalt von 2,55% (die GPC-Daten wurden
erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das entsprechende Mn
auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit 1.841. M(res) =
41,6; M(neo) = 2,3; Q(res) = 42,8 und Q(neo) = 0,8. M/Q = 1,0.
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Harz N-1 = eine 75%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde, indem Harz N fraktioniert wurde, wobei diese
Fraktion aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten bestand
mit Mn = 3.317, Mw = 5.138, Mz = 8.578, Mw/Mn = 1,55 (die GPC-
Daten wurden erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das
entsprechende Mn auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit
1.463. M(res) = 44,3; Q(res) = 44,3; M/Q = 1,0.
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Harz O = eine 78%-ige Xylollösung eines Harzes, das
hergestellt wurde aus Kaliumsilikat gemäß dem Verfahren von Daudt
et al., das aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten
bestand mit Mn = 5.697, Mw = 25.400, Mz = 88.550, Mw/Mn = 4,46 und
einem Hydroxylgehalt von 2,56% (die GPC-Daten wurden erhalten
unter Verwendung von Harzstandards). Das entsprechende Mn auf
Basis von PS-Standards wurde berechnet mit 2.322. M(res) = 39,3;
M(neo) = 4,1; Q(res) = 41,7 und Q(neo) = 1,1. M/Q = 1,0.
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Harz P = eine 90%-ige Xylollösung eines Harzes, das aus
(CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten in einem
Molverhältnis von 1,1/1,0 bestand mit Mn = 2.708, Mw/Mn = 1,7 und
einem Silanolgehalt von weniger als 0,5 Gew.-% (die GPC-Daten
wurden erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das
entsprechende Mn auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit
1.243.
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Harz Q = eine 73%-ige Xylollösung eines Harzes bestehend
aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten und SiO4/2-Einheiten in einem
Molverhältnis von 1,3/1,0 mit Mn = 2.251, Mw/Mn = 2,05 und einem
Silanolgehalt von weniger als 0,5 Gew.-% (die GPC-Daten wurden
erhalten unter Verwendung von Harzstandards). Das entsprechende
Mn auf Basis von PS-Standards wurde berechnet mit 1.078.
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Polymere A bis F, J und K sind Silikongummis mit einer
Plastizitätszahl von 140-165, gemessen mit ASTM 926-67 und
Viskositäten von mindestens 10.000.000 mPa s (centipoise), gemessen
bei 25ºC.
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Polymer A = 7,5/1-Mischung aus einem Dimethylpolysiloxan
mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einem Vinylgehalt von 0,02
Mol-% mit einem Dimethyl-co-methylvinylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einem Vinyl-(Vi)-gehalt von 2,0 Mol-%.
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Polymer B = Dimethyl-co-methylvinylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einem Methylvinylsiloxygehalt
von 0,11 Mol-%.
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Polymer C =
Dimethyl-co-phenylmethyl-co-methylvinylpolysiloxan mit Dimethylvinylsiloxyendgruppen, einem
Methylvinylsiloxygehalt
von 0,14 Mol-% und einem Phenylmethylsiloxygehalt
von 7,5 Mol-%.
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Polymer D = Dimethyl-co-diphenylpolysiloxan mit
Dimethylvinylendgruppen mit einem Diphenylsiloxygehalt von 10 Mol-%.
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Polymer E = Dimethyl-co-methylvinylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einem Vinylgehalt von 0,14
Mol-%.
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Polymer F = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einem Vinylgehalt von 0,02 Mol-%.
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Polymer G = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 63.000 mPa s (centipoise),
gemessen bei 25ºC.
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Polymer H = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 10.000 mPa s (centipoise),
gemessen bei 25ºC.
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Polymer I = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen und einer Viskosität von 500 mPa s (centipoise),
gemessen bei 25ºC.
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Polymer J = Dimethylpolysiloxan mit Hydroxylendgruppen.
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Polymer K = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylvinylsiloxyendgruppen.
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Polymer L = Polydimethylsiloxan der Formel
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worin m eine Zahl mit einem Durchschnittswert von 150 ist.
Polymer L hat eine Viskosität von 450 centipoise, gemessen bei 25ºC.
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Polymer M = Polydimethylsiloxan der Formel
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worin m eine Zahl mit einem Durchschnittswert von 100 ist und x
eine Zahl mit einem Durchschnittswert von 4 ist. Polymer M hat
eine Viskosität von 300 mPa s (centipoise), gemessen bei 25ºC.
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Vernetzungsmittel A =
Dimethyl-co-methylhydrogenpolysiloxan mit Trimethylsiloxyendgruppen mit einem
Methylhydrogensiloxygehalt
von 70 Mol-% und einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 40.
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Vernetzungsmittel B =
Methylhydrogen-co-dimethylpolysiloxan mit Trimethylsiloxyendgruppen mit einer Viskosität von
etwa 20 mPa s (centipoise) mit 1,03% siliciumgebundenen
Wasserstoffatomen.
-
Vernetzungsmittel C = Dimethylpolysiloxan mit
Dimethylhydrogensiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 15.
-
Vernetzungsmittel D = lösliches Organopolysiloxan
bestehend aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten, (CH&sub3;)&sub2;HSiO1/2-Einheiten und
SiO4/2-Einheiten in einem Molverhältnis von 0,6/0,9/1,0.
-
Vernetzungsmittel E = lösliches Organopolysiloxan
bestehend aus (CH&sub3;)&sub3;SiO1/2-Einheiten, (CH&sub3;)&sub2;HSiO1/2-Einheiten und
SiO4/2-Einheiten in einem Molverhältnis von 1,2/1,8/1,0.
-
Vernetzungsmittel F = Methylhydrogenpolysiloxan mit
Trimethylsiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 40.
-
Vernetzungsmittel G =
Dimethyl-co-methylhydrogenpolysiloxan mit Trimethylsiloxyendgruppen mit einem
Methylhydrogensiloxygehalt von 9 Mol-% und einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 100.
-
Vernetzungsmittel H =
Dimethyl-co-methylhydrogenpolysiloxan mit Trimethylsiloxyendgruppen mit einem
Methylhydrogensiloxygehalt von 27 Mol-% und einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 15.
-
Vernetzungsmittel I = Methylhydrogenpolysiloxan mit
Trimethylsiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 5.
-
Vernetzungsmittel J = Methylhydrogenpolysiloxan mit
Trimethylsiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 10.
-
Vernetzungsmittel K = Methylhydrogenpolysiloxan mit
Trimethylsiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad von 20.
Beispiel 1
-
Mischungen von Harz D (67% in Xylol) und Polymer A, in
einem Verhältnis im Bereich von 43 bis 87 Teilen Harz D zu 57
bis 13 Teilen Polymer A, einem Polymethylhydrogensiloxan mit
Trimethylsiloxyendgruppen als Vernetzungsmittel
(Vernetzungsmittel F) (SiH/Vi molares Verhältnis = 3/1), Toluol (50% bezogen
auf das Gesamtgewicht), einem Vinylsiloxankomplex von
Chlorplatinsäure (0,4% bezogen auf das Gesamtgewicht) und 3,5-Dimethyl-
1-hexin-3-en wurden hergestellt. Die Zusammensetzungen wurden
auf die Oberfläche einer Mylar -Rückseite mit 50 um (2 mil) mit
Hilfe eines Bird-Stabes mit 76 um (3 mil) aufgetragen. Die
Zusammensetzungen wurden in einem Laborumluftofen bei 130ºC 4
Minuten lang gehärtet. Die Testergebnisse sind in Tabelle I
zusammengefaßt. Die verschiedenen Verhältnisse und die mit diesen
Verhältnissen von Harz D zu Polymer A verbundenen Ergebnisse
sind mit den Buchstaben A bis I angegeben.
Beispiel 2
-
Zusammensetzungen, die identisch mit denen von Beispiel 1
waren, wurden hergestellt, außer daß Harz C (78% in Xylol) Harz
D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Beispiel 3
-
Zusammensetzungen, die identisch mit denen von Beispiel 1
waren, wurden hergestellt, außer daß Harz B (60% in Xylol) Harz
D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 4
-
Zusammensetzungen, die identisch mit denen von Beispiel 1
waren, wurden hergestellt, außer daß Harz A (68% in Xylol) Harz
D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt.
TABELLE I
TABELLE I (Fortsetzung)
Beispiel 5
-
Mischungen von Harz D (67% in Xylol) und Polymer J in
einem Verhältnis im Bereich von 43 bis 87 Teilen Harz D zu 57
bis 13 Teilen Polymer A, Benzoylperoxid (2% bezogen auf
Silikonfeststoffe) und Toluol (50% der Gesamtmischung) wurden
hergestellt. Die Zusammensetzungen wurden auf die Oberfläche
einer Mylar -Rückseite mit 51 um (2 mil) mit Hilfe eines
Bird-Stabes mit 76,2 um (3 mil) aufgetragen. Die Zusammensetzungen
wurden in einem Laborumluftofen 1 Minute bei 70ºC und 2 Minuten
bei 178ºC gehärtet. Die Testergebnisse sind in Tabelle II
zusammengefaßt. Die verschiedenen Verhältnisse und die mit
diesen Verhältnissen von Harz D zu Polymer A verbundenen
Ergebnisse sind mit den Buchstaben A bis I bezeichnet.
Beispiel 6
-
Zusammensetzungen, die identisch waren mit denen von
Beispiel 5, wurden hergestellt, außer daß Harz C (78% in Xylol)
Harz D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle II
zusammengefaßt.
Beispiel 7
-
Zusammensetzungen, die identisch waren mit denen von
Beispiel 5, wurden hergestellt, außer daß Harz B (60% in Xylol)
Harz D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle II
zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiel 8
-
Zusammensetzungen, die identisch waren mit denen von
Beispiel 5, wurden hergestellt, außer daß Harz A (68% in Xylol)
Harz D ersetzte. Die Testergebnisse sind in Tabelle II
zusammengefaßt.
TABELLE II
TABELLE II (Fortsetzung)
-
Die Tabellen I und II zeigen die verbesserte Haftung der
vorliegenden PSA's an Substraten mit geringer Energie
(Polyethylen).
Beispiele 9 bis 12
-
Harz C (78% in Xylol) wurde mit Polymer A vermischt in
einem Verhältnis Harz/Polymer von 81/19 und verschiedene Mengen
Vernetzungsmittel B wurden in Anteilen zugegeben zusammen mit
einer katalytischen Menge eines Vinylsiloxankomplexes von
Chlorplatinsäure und einer stabilisierenden Menge des
Katalysatorinhibitors 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-en. Die entstehenden
Zusammensetzungen wurden auf Kapton mit 25 um (1 mil) gegossen und 4
Minuten bei 130ºC gehärtet. Ein 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil)
dicker gehärteter Klebefilm wurde gebildet. Die Haftung und
Klebrigkeit der entstehenden Silikonhaftkleber ist in Tabelle
III angegeben.
Beispiel 13
-
Beispiel II wurde wiederholt, außer daß Polymer A durch
Polymer B ersetzt wurde. Die entstehende Zusammensetzung wurde
wie in den Beispielen 9 bis 12 beschrieben gegossen und
gehärtet. Die Testergebnisse sind in Tabelle III angegeben.
TABELLE III
-
Die Ergebnisse von Tabelle III zeigen klar, daß
verschiedene Bereiche von Polydiorganosiloxanpolymer und
Silikonhydridvernetzer zur Herstellung von Silikonhaftklebern, die eine hohe
Haftung an PTFE (Teflon ) haben, annehmbar sind.
Beispiel 14
-
Ein Silikon-PSA wurde hergestellt unter Verwendung von
82,7 Teilen eines Harzes mit Mn = 1.125 (PS-Standard GPC), 17,3
Teilen Polymer A, 2,45 Teilen Vernetzungsmittel B, 0,15 Teilen
3,5-Dimethyl-1-hexin-3-en als Inhibitor und 75 Teilen Toluol.
Dieser Kleber wurde gehärtet mit 0,9% einer 50%-igen Lösung
eines Chlorplatinsäure-Vinylsiloxan-Komplexes in Toluol auf
einer Kapton -Rückseite mit 25 um (1 mil) mit einer
Klebstoffdicke von 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil). Die Haftung an
rostfreiem Stahl, Polytetrafluorethylen, Polyethylen und
Acrylplatten mit geringer Energie (38,6 dyn/cm) wurde bestimmt, wobei die
Ergebnisse in Tabelle IV angegeben sind.
TABELLE IV
Beispiel 15
-
8 g (Feststoffbasis) Harz C (71% in Xylol) wurden mit 1,7
g (Feststoffbasis) Polymer C (25% in Xylol) vermischt, was ein
Verhältnis Harz/Polymer von 82,5/17,5 lieferte, und 240 ul des
in den Beispielen 9 bis 12 verwendeten
Polymethylhydrogen-co-dimethylsiloxans wurden zugegeben zusammen mit einer katalytischen
Menge (0,4% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) eines
Vinylsiloxankomplexes von Chlorplatinsäure und einer stabilisierenden
Menge von 3,5-Dimethyl-1-hexin-3-en. Die entstehende
Zusammensetzung wurde auf 1-mil-Kapton gegossen und 4 Minuten bei
130ºC gehärtet unter Bildung eines 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0
mil) dicken Klebfilms. Die Haftung des entstehenden PSA war 8,32
N/cm (76 oz/in) (Stahl) und 4,05 N/cm (37 oz/in)
(Polytetrafluorethylen); die Klebrigkeit war 1.484 g und die Verweilzeit
bei 70ºC war 120 bis 180 Minuten.
Beispiel 16
-
4 g (Feststoffbasis) Polymer D (25% in Xylol) wurden mit
14,2 g (Feststoffbasis) von Harz C (78% in Xylol) vermischt, was
ein Verhältnis Harz/Polymer von 78/22 lieferte, und 3,6 g einer
10%-igen Lösung von Benzoylperoxid in Toluol wurden zugegeben.
Die entstehende Zusammensetzung wurde auf 1-mil Kapton
gegossen und bei 70ºC 1 Minute und bei 204ºC 2 Minuten lang
gehärtet. Die Haftung und Klebrigkeit des entstehenden Klebers war
8,54 N/cm (78 oz/in) (Stahl) und 3,28 N/cm (30 oz/in)
(Polytetrafluorethylen) und die Klebrigkeit war 1.578 g.
-
Die Ergebnisse der Beispiele 15 und 16 zeigen, daß andere
Polymere als Dimethylsiloxane und Methylvinylsiloxane in den
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können.
Beispiele 17 bis 19
-
Drei Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem Harz E
(80% in Xylol) mit verschiedenen Mischungen der Polymere E und F
in einem Verhältnis Harz/Polymer 74/26; einer ausreichenden
Menge von Vernetzungsmittel B, um ein SiH/SiVi-Molverhältnis von
100/1 zu liefern; einer ausreichenden Menge Toluol, um
Haftlösungen, die 50% Feststoffe enthalten, zu liefern; einem
Vinylsiloxankomplex von Chlorplatinsäure (0,4% bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung) und einem Platinkatalysatorinhibitor
vermischt wurden. Die Zusammensetzungen wurden als 38 um (1,5 mil)
dicke Filme auf Kapton mit 25 um (1 mil) als Rückseite
gegossen. Die Testergebnisse sind in Tabelle V zusammengefaßt. Das
Modul bei 1000% und die Bruchspannung für den Kleber von
Beispiel 19 sind in Tabelle VI angegeben.
Beispiel 20
-
Dieses Beispiel wurde hergestellt und ist identisch wie
in Beispiel 19 beschrieben, außer daß Harz C (70% in Xylol) Harz
E ersetzte. Die Testergebnisse sind in den Tabellen V und VI
zusammengefaßt.
TABELLE V
Beispiele 21 bis 23
-
Drei Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem Harz E
(80% in Xylol) mit Polymer E oder Polymer F oder einer Mischung
der Polymeren E und F in einem Verhältnis von Harz/Polymer von
72/28 und 75/25; einer ausreichenden Menge des
Vernetzungsmittels, das in den Beispielen 17 bis 19 verwendet wurde, um ein
SiH/SiVi-Verhältnis von 48/1 bis 100/1 zu liefern; einer
ausreichenden Menge Toluol, um Haftlösungen mit 50% Feststoffgehalt
zu liefern; einem Vinylsiloxankomplex von Chlorplatinsäure (0,4%
bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) und einem
Platinkatalysatorinhibitor vermischt wurden. Die Zusammensetzungen wurden
als 38 um (1,5 mil) dicke Filme auf Kapton mit 25 um (1 mil)
als Rückseite gegossen. Die Testergebnisse sind in Tabelle VII
zusammengefaßt.
Beispiel 24
-
Dieses Beispiel ist gleich wie für die Beispiele 21 bis
23 beschrieben, außer daß Harz C (78% in Xylol) Harz E ersetzte.
Die Testergebnisse sind in den Tabellen VI und VII
zusammengefaßt.
TABELLE VI
TABELLE VII
-
Die Ergebnisse in den Tabellen V und VII zeigen, daß
Silikonhaftkleber von System II eine bessere
Hochtemperaturscherfestigkeit als die von System I haben.
Beispiel 25
-
Eine Zusammensetzung wurde hergestellt, indem Harz F (70%
in Xylol) und eine 1:4-Mischung von Polymer F:Polymer E mit
einem Verhältnis Harz/Polymer von 74/26; eine ausreichende Menge
eines Vernetzungsmittels von Beispiel 17, um ein
SiH/SiVi-Molverhältnis von 100/1 zu liefern; eine ausreichende Menge Toluol,
um Haftlösungen mit 50% Feststoffgehalt zu liefern; ein
Vinylsiloxankomplex
von Chlorplatinsäure (0,4% bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung) und ein Platinkatalysatorinhibitor
vermischt wurden. Die Abschälhaftung auf Stahl und
Polytetrafluorethylen (PTFE), die Klebrigkeit und die Temperaturwerte für 5
Tage Verweilen für diese Zusammensetzung, die in Form von 38 um
(1,5 mil) dicken Filmen auf 25 um Kapton -Rückseite (1 mil)
gegossen wurden, waren 6,24 N/cm (57 oz/in); 2,19 N/cm (20 oz/in);
951 g bzw. 204ºC (400ºF). Ein Vergleich dieser Werte mit denen
von Beispiel 20 in Tabelle V zeigt die höhere Scherfestigkeit
der Zusammensetzung des Beispiels. Das Modul bei 1000% und die
Bruchspannung für den Kleber von Beispiel 25 sind in Tabelle VI
oben angegeben.
Beispiele 26 bis 39
-
Vierzehn erfindungsgemäße Zusammensetzungen wurden
hergestellt, indem die geeigneten Mengen von Harz E (80% in Xylol)
(außer Beispiel 28, das mit Harz G hergestellt wurde) und den
Polymeren G, H und/oder I, um ein Verhältnis Harz/Polymer von
72/28 zu liefern, und eine ausreichende Menge des
Vernetzungsmittels A, um verschiedene molare Verhältnisse von
siliciumgebundenem Wasserstoff pro siliciumgebundenem Vinylrest in den
Polymeren G, H und/oder I zu liefern, wie in Tabelle 8
angegeben, vermischt wurden.
-
Die Zusammensetzungen der Beispiele 26 bis 31 wurden mit
Polymer G hergestellt. Die Zusammensetzungen der Beispiele 34
bis 39 wurden mit Polymer H hergestellt. Die Zusammensetzung von
Beispiel 32 wurde mit einer 90/10-Mischung der Polymere G und H
hergestellt. Die Zusammensetzung von Beispiel 33 wurde mit einer
97/3-Mischung der Polymere G und I hergestellt. Der
Lösungsmittelgehalt einiger Mischungen wurde vermindert durch Verdampfen
bei vermindertem Druck und/oder erhöhter Temperatur, was den in
Tabelle VIII angegebenen Feststoffgehalt lieferte.
-
Eine katalytische Menge eines Vinylsiloxankomplexes von
Chlorplatinsäure gelöst in Polymer I, eine die Härtung
inhibierende Menge Diethylfumarat (DEF) und eine die Badlebensdauer
verlängernde Menge von Benzylalkohol (BzOH) wurden zu den
entstehenden Zusammensetzungen, wie in Tabelle IX angegeben,
zugegeben.
-
Die katalysierten Zusammensetzungen wurden als 38 um (1,5
mil) dicke Filme auf 25 um (1 mil) Kapton -Rückseite gegossen
und mit einer der drei folgenden Methoden gehärtet.
-
Methode 1 bestand darin, den beschichteten Film 6 Minuten
bei 130ºC zu härten für Zusammensetzungen mit einem molaren
Verhältnis SiH/SiVi von 16 oder weniger und 4 Minuten bei 130ºC zu
härten für Zusammensetzungen mit einem Verhältnis SiH/SiVi von
mehr als 16.
-
Methode 2 bestand darin, den beschichteten Film 7-mal mit
einer Rate von 4,6 m (15 feet) pro Minute einer 0,3 m breiten (1
foot) Öffnung mit Ultraviolettstrahlung aus zwei
Quecksilberdampflampen auszusetzen, die jeweils eine Leistung von 79 W/cm
(200 watt pro inch) hatten und 10,2 cm (4 inch) über dem Band
angeordnet waren.
-
Methode 3 bestand aus Methode 2, an die sich Methode 1
anschloß.
-
Die Abschälhaftung, Klebrigkeit, Temperatur für 5 Tage
Verweilzeit, der Feststoffgehalt und die Viskositätswerte für
diese Zusammensetzungen sind in Tabelle VIII aufgelistet.
Beispiele 40 bis 41
-
Zusammensetzungen, die identisch mit denen von Beispiel
26 waren, wurden hergestellt, außer daß die Polymere K bzw. B
Polymer G ersetzten. Die Testergebnisse sind in Tabelle VIII
zusammengefaßt.
TABELLE VIII
TABELLE IX
-
Die Ergebnisse der Tabellen VIII und IX zeigen, daß die
Silikonhaftkleberzusammensetzungen der Erfindung mit hohem
Feststoffgehalt und geringer Viskosität eine ausgezeichnete
Haftstärke, Klebrigkeit und Verweileigenschaften haben.
Beispiele 42 bis 49
-
Acht Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem
geeignete Mengen von Harz E (80% in Xylol) und Polymer G, um ein
Verhältnis Harz/Polymer von 72/28 zu liefern, und eine ausreichende
Menge Vernetzungsmittel A, um molare Mengen an
siliciumgebundenein Wasserstoff pro siliciumgebundenem Vinylrest in Polymer G im
Bereich von 1/1 bis 128/1, wie in Tabelle X angegeben, zu
liefern, vermischt wurden. Ein Vinylsiloxankomplex von
Chlorplatinsäure und ein Platinkatalysatorinhibitor wurden auch zugegeben.
-
Die Zusammensetzungen wurden als 38 um (1,5 mil) dicke
Filme auf 25 um (1 mil) Kapton -Rückseiten gegossen und 6
Minuten
auf 130ºC erhitzt für Zusammensetzungen mit einem SiH/SiVi-
Verhältnis von 16 oder weniger und 4 Minuten auf 130ºC für
Zusammensetzungen mit einem SiH/SiVi-Verhältnis von mehr als 16.
Die Testergebnisse sind in Tabelle X zusammengefaßt.
Beispiele 50 bis 57
-
Die Zusammensetzungen der Beispiele 42 bis 49 wurden
wieder hergestellt, außer daß 0,375% eines Vinylsiloxankomplexes
von Chlorplatinsäure gelöst in Polymer I, 0,3% Diethylfumarat
und 0,6% Benzylalkohol, alle bezogen auf das Gewicht von Polymer
G, verwendet wurden. Die Zusammensetzungen wurden als 38 um (1,5
mil) dicke Filme auf 25 um (1 mil) Kapton -Rückseiten gegossen,
die Filme wurden 2 Minuten auf 70ºC erhitzt, um das
Lösungsmittel zu entfernen, und die lösungsmittelfreien Filme wurden 20
Sekunden der Ultraviolettstrahlung von zwei
Quecksilberdampflampen ausgesetzt, die jeweils eine Leistung von 79 W/cm (200
watt pro inch) hatten. Die Schälhaftung, Klebrigkeit und die
Temperaturwerte für 5 Tage Verweilzeit für diese
Zusammensetzungen sind in Tabelle X aufgelistet.
TABELLE X
-
Die Ergebnisse von Tabelle X zeigen, daß ein SiH/SiVi-
Verhältnis von mehr als 4,0 erforderlich ist, um sowohl
hitzegehärtete als auch UV-gehärtete Silikonhaftkleber zu liefern,
die hauptsächlich ein Adhäsionsversagen während der
Schältrennung besitzen.
Beispiele 58 bis 62
-
Fünf Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem
geeignete Mengen von Harz E (80% in Xylol) und Polymer G vermischt
wurden, um Zusammensetzungen zu liefern mit einem Verhältnis
Harz/Polymer, das im Bereich von 68/32 bis 76/24 lag, und eine
ausreichende Menge Vernetzungsmittel A, um 44 Mol siliciumgebundene
Wasserstoffatome pro Mol siliciumgebundene Vinylreste in Polymer
G zu liefern. Eine katalytische Menge eines
Vinylsiloxankomplexes
von Chlorplatinsäure gelöst in Polymer I, eine die
Härtung inhibierende Menge Diethylfumarat wurden zu den
entstehenden Zusammensetzungen zugegeben. Die katalysierten
Zusammensetzungen wurden als 76 um (3 mil) dicke naße Filme auf 25 um (1
mil) Kapton -Rückseiten gegossen und durch Erwärmen der
beschichteten Filme 4 Minuten auf 130ºC gehärtet.
-
Die Abschälhaftwerte waren 23a, 36a, 42a, 70c und 80c
oz/in für Zusammensetzungen mit einem Verhältnis von
Harz/Polymer von 62/32, 70/30, 72/28, 74/26 bzw. 76/24, worin c und a
die in Tabelle X angegebenen Bedeutungen haben. Die
Fingerklebrigkeit wurde für alle Zusammensetzungen als ausgezeichnet
beurteilt, bis auf die 76/24-Zusammensetzung, deren
Fingerklebrigkeit als gut beurteilt wurde.
Beispiel 63
-
Eine Zusammensetzung umfassend Harz E (80% in Xylol) und
Polymer H mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 und eine
ausreichende Menge Vernetzungsmittel C, um 2 Mol
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro Mol siliciumgebundenem Vinylrest in
Polymer H bereitzustellen. Ein Vinylsiloxankomplex von
Chlorplatinsäure und ein Platinkatalysatorinhibitor wurden auch
zugegeben. Der gehärtete Kleber hatte einen Wert für die
Abschälhaftung von 3,39 N/cm (31 oz/in), einen Klebewert von 1.223 g
und eine Verweiltemperatur von 204ºC (400ºF).
Beispiel 64
-
Eine Zusammensetzung, die Harz E (80% in Xylol) und
Polyder T in einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30, eine
ausreichende Menge an Vernetzungsmittel, das aus einer Mischung der
Vernetzungsmittel A und C bestand, um 2 Mol siliciumgebundenen
Wasserstoff pro Mol siliciumgebundenem Vinylrest in Polymer I
bereitzustellen, umfaßte. Ein Vinylsiloxankomplex von
Chlorplatinsäure und ein Platinkatalysatorinhibitor wurden auch
zugegeben. Der gehärtete Kleber hatte einen Wert für die
Abschälhaftung von 1,64 N/cm (15 oz/in) und einen Klebewert von 868 g.
Beispiele 65 bis 66
-
Es wurden zwei Zusammensetzungen hergestellt unter
Verwendung harzartiger Vernetzer. Harz E (80% in Xylol) wurde mit
Polymer H in einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 und einer
ausreichenden Menge Vernetzungsmittel D für Beispiel 65 und
Vernetzungsmittel E für Beispiel 66 vermischt, um 10 Mol
siliciumgebundenen Wasserstoff pro Mol siliciumgebundenem Vinylrest in
Polymer H zu liefern. Katalytische Mengen eines
Vinylsiloxankomplexes von Chlorplatinsäure und ein Platinkatalysatorinhibitor,
Diethylfumarat, wurden auch zugegeben. Die Proben wurden als 38
um (1,5 mil) dicke Haftfilme auf eine 25 um (1 mil) Kapton -
Rückseite gegossen und 4 Minuten bei 130ºC gehärtet.
-
Der Klebstoff von Beispiel 65 hatte eine Abschälhaftung
von 3,39 N/cm (31 oz/in). Der Kleber von Beispiel 66 hatte eine
Abschälhaftung von 4,38 N/cm (40 oz/in).
Beispiele 67 bis 75
-
Silikon-PSA's mit Verhältnissen von Harz/Polymer im
Bereich von 43/57 bis 87/13 wurden hergestellt mit den Verfahren
der Beispiele 1 bis 4 unter Verwendung der Harze H bis O als
Organopolysiloxankomponente (A) und unter Verwendung des
Vernetzungsmittels F mit SiH-Funktionen. Diese Formulierungen
wurden auf einem 51 um (2 mil) Mylar -Film gehärtet und wie vorher
getestet, wobei die Haftung an Teflon zusätzlich zu den
Bewertungen erfolgte. Die Ergebnisse sind in den Tabellen XI bis
XIX angegeben.
-
Ebenso wurden PSA's mit den Verfahren der Beispiele 5 bis
8 unter Verwendung der Harze H bis O hergestellt unter
Verwendung eines Peroxidhärtungssystems. Bei jedem dieser PSA's wurde
nur ein Verhältnis Harz/Polymer für jedes Beispiel angewendet,
wobei dieses Verhältnis das war, das die optimale Haftung an
Teflon für das entsprechende durch SiH gehärtete System oben
lieferte. Die Testergebnisse dieser durch Peroxid gehärteten
PSA's sind auch in den Tabellen XI bis XIX angegeben und
angezeigt, indem entlang der Spalte mit dem Gewichtsverhältnis
Harz/Polymer ein Stern gezeigt wird (erste Spalte jeder Tabelle).
TABELLE XI - (Vergleichs)-Beispiel 67 (Harz H)
TABELLE XII - Beispiel 68 (Harz I)
TABELLE XIII - Beispiel 69 (Harz J)
TABELLE XIV - Beispiel 70 (Harz K)
TABELLE XV - (Vergleichs)-Beispiel 71 (Harz L)
TABELLE XVI - (Vergleichs)-Beispiel 72 (Harz M)
TABELLE XVII - (Vergleichs)-Beispiel 73 (Harz N)
TABELLE XVIII - (Vergleichs)-Beispiel 74 (Harz N-1)
TABELLE XIX - (vergleichs)-Beispiel 75 (Harz O)
-
Die obigen Ergebnisse wurden wiederholt unter Verwendung
eines 25 um (1 mil) dicken Kapton -Substrats. Tabelle XX zeigt
die Ergebnisse für die Abschälhaftung in zusammengefaßter Form
für PSA's mit dem optimalen Verhältnis Harz/Polymer, die
gehärtet wurden unter Verwendung des oben beschriebenen
SiH-Vernetzers. Die in Tabelle XX angegebenen Mn-Werte für das Harz
basieren auf dem PS-Standard wie oben beschrieben.
TABELLE XX
-
Die Abschälhaftung (Mylar -Rückseite) der PSA's mit
einem optimalen Verhältnis Harz/Polymer und unter Verwendung des
SiH-Härtungssystems, das in den obigen Tabellen gezeigt ist,
wird auch gegen das zahlenmittlere Molekulargewicht
(PS-Standard) der jeweiligen Harzkomponente in Figur 1
(Polyethylensubstrat) und Figur 2 (PTFE-Substrat) aufgetragen. Aus den
Tabellen ebenso wie aus den Figuren 1 und 2 ist zu ersehen, daß
die Silikon-PSA's der vorliegenden Erfindung eine unerwartet
hohe Haftung an den zwei Substraten mit niedriger Energie zeigen
in bezug auf Systeme, bei denen die Harzkomponente außerhalb des
kritischen Mn-Wertes (PS-Standard) von 950 bis 1600 und des
kritischen Verhältnisses M/Q von 1,1 bis 1,4 liegt.
-
Es ist anzumerken, daß (Vergleichs)-Beispiel 74, bei dem
Harz N-1 angewendet wird, auch eine relativ gute Haftung an PE
und Teflon lieferte. Jedoch war das zur Bildung dieses PSA's
verwendete Harz nur eine Fraktion des "wie
gebildet"-Gegenstücks, Harz N. Das PSA auf Basis Harz N-1, das ein
M/Q-Verhältnis von 1,00 hatte, dient daher der Erläuterung von
Zusammensetzungen mit geringer Polydispersität, die in EP-A
0 255 226, oben zitiert, gelehrt wurden und liegt außerhalb des
Bereiches der vorliegenden Erfindung. Und wie oben angegeben
weist diese EP-Schrift weg von der Verwendung von Silikonharzen
mit M/deutet Q-Verhältnissen von mehr als 1,0.
Vergleichsbeispiel 76
-
Ein Silikonharz wurde hergestellt mit dem in Beispiel 1
von US-PS 3 929 704 von Horning, oben zitiert, beschriebenen
Verfahren, wie folgt. Ein 1000-ml-Kolben, der mit einem Kühler,
Thermometer und Zugabetrichter ausgestattet war, wurde mit 108 g
Trimethylchlorsilan, 374 g Ethylorthosilikat und 250 g Toluol
beladen. Diese Lösung wurde gerührt und auf 40ºC erwärmt während
eines Zeitraumes von 10 Minuten und weitere 5 Minuten auf 40ºC
gehalten. Wasser (144 g) wurde dann in einer Rate zugegeben, die
ausreichte, um die Reaktionstemperatur im Bereich von 72 bis
78ºC zu halten. Die entstehende Mischung wurde eine weitere
Stunde lang gerührt und dann wurden die Phasen getrennt. Die
Harz/Lösungsmittel-Phase wurde neutralisiert und mit
Natriumbicarbonat bzw. Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Filtrieren
durch ein Druckfilter wurde gefunden, daß die Lösung einen
Feststoffgehalt von 44% hatte. Diese Lösung wurde teilweise im
Vakuum abgezogen, was eine Lösung lieferte, die 64 Gew.-%
Harzfeststoffe enthielt.
-
Die Analyse des obigen Harzes mit ²&sup9;Si-NMR zeigte die
folgenden Molprozentanteile, worin R einen Methylrest bedeutet:
-
M-Einheiten (d.h. R&sub3;SiO1/2) = 40,6%
-
M-(Neopentamer)-Einheiten = 0,2%
-
TOH-Einheiten (d.h. HOSiO3/2) = 18,5%
-
Q-Einheiten (d.h. SiO&sub2;) = 40,8%
-
Q (Neopentamer) = < 0,1%
-
Das bedeutet nach dem vorher angegebenen Übereinkommen, daß hier
verwendet wird
-
M/Q = (40,6 + 0,2)/40,8 = 1,0.
-
Die Auswertung der Gelpermeationschromatographie des
obigen Harzes unter Verwendung einer Harzkalibrierung zeigte ein Mn
von 1771, was einem Mn von 905 bei einer Polystyrolkalibrierung
entspricht (ausschließlich des Neopentamer-Peaks).
-
Die obige Harzlösung wurde angewendet zur Herstellung
verschiedener Silikonhaftkleber; eine Reihe von PSA's wurde
hergestellt unter Verwendung des durch Platin katalysierten
Hydrosilylierungshärtungssystems gemäß den Beispielen 1 bis 4,
während eine weitere Reihe von PSA's formuliert wurde mit einem
Peroxidhärtungssystem gemäß den Beispielen 5 bis 8. Die
Testergebnisse
mit diesen PSA's, die die Haftung an Stahl und
Polyethylen (PE) ebenso wie die Klebrigkeit zeigen, sind in Tabelle
XXI dargestellt, worin die erste Spalte das Gewichtsverhältnis
von Harz zu Polymer (R/P), das verwendet wurde, zeigt.
TABELLE XXI
-
Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung und das
Testen von PSA's des Systems IV (lösungsmittelfrei) der
vorliegenden Erfindung. Eine getrennte Bestimmung an einer
repräsentativen Modellzusammensetzung zeigte, daß die hier angegebenen
Abziehbedingungen zu einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von
weniger als 1 Gew.-% führen würden. In all diesen Beispielen
betreffen die angegebenen Haftwerte Stahlplatten.
Beispiel 77
-
267 g einer Mischung einer Lösung von Harz P und Polymer
L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 72/28 auf Basis der
Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden durch Abziehen im Vakuum bei 130ºC und 1 bis 2 mm
Quecksilber
1 Stunde lang entfernt. Zu 7,0 g der entgasten Mischung
wurden 0,012 g Bis-(methoxymethyl)ethylmaleat, 0,06 g eines
Platinkomplexes eines Vinylsiloxans und die Menge des
Vernetzungsmittels M, wie in Tabelle XXII für jedes Beispiel gezeigt,
zugegeben. Die Zusammensetzungen wurden gegossen, was 38 bis 51 um
(1,5 bis 2,0 mil) dicke gehärtete Filme auf 25 um (1 mil)
Kapton ergab. Die Härtung wurde erreicht, indem 6 Minuten auf
130ºC in einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die Testergebnisse
sind in Tabelle XXII zusammengefaßt.
TABELLE XXII
Beispiel 78
-
267 g einer Mischung aus einer Lösung von Harz P und
Polymer L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 72/28 auf Basis
der Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt durch Abziehen im Vakuum bei 130ºC und 133 bis
266 Pa (1 bis 2 mm Quecksilber) 1 Stunde lang. Zu 7,0 g der
entgasten Mischung wurden 0,012 g Bis-
(methoxymethyl)ethylmaleat, 0,06 g eines Platinkomplexes eines
Vinylsiloxans und 0,30 g des Vernetzungsmittels M zugegeben. Die
Zusammensetzungen wurden gegossen, was 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0
mil) dicke gehärtete Filme auf 51 um (2 mil) Mylar ergab. Die
Härtung wurde erreicht, indem 2 bis 10 Minuten auf 130ºC in
einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die Testergebnisse sind in
Tabelle XXIII zusammengefaßt.
TABELLE XXIII
Beispiel 79
-
250 g einer Mischung einer Lösung von Harz P und von
Polymer L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 auf Basis
der Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt, indem im Vakuum in einer Abziehvorrichtung für
vertikale dünne Filme mit 5,1 x 20,3 cm (2 x 8 inch) bei 120ºC
und 60 mm Quecksilber 1 Stunde lang abgezogen wurde. Zu 5,0 g
der entgasten Mischung wurden 0,02 g Diethylfumarat, 0,02 g
eines Platinkomplexes eines Vinylsiloxans und die Menge und die
Art an Vernetzungsmittel, die in Tabelle XXIV für jede Probe
angegeben sind, zugegeben. Die Zusammensetzungen wurden gegossen
zu 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil) dicken gehärteten Filmen auf
25 um (1 mil) Kapton . Die Härtung wurde erreicht, indem 4
Minuten auf 130ºC in einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die
Testergebnisse sind in Tabelle XXIV zusammengefaßt.
TABELLE XXIV
Beispiel 80
-
Eine Mischung von 200 g der Lösung von Harz P und 65 g
des Polymers L wurde hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt durch Abziehen im Vakuum bei 130ºC und 133 bis
266 Pa (1 bis 2 mm Quecksilber) 1 Stunde lang. Zu 7,0 g der
entgasten Mischung wurden 0,012 g Bis-(methoxymethyl)ethylmaleat,
0,06 g eines Platinkomplexes eines Vinylsiloxans und die Menge
und Art an Vernetzungsmittel, wie in Tabelle XXV für jede Probe
aufgeführt, zugegeben. Die Vernetzungsmittel F, I, J und K
wurden verwendet, die Methylhydrogenpolysiloxane mit
Trimethylsiloxyendgruppen mit einem durchschnittlichen
Polymerisationsgrad zwischen 5 und 40 sind. Zusätzliche Mengen an Polymer L
wurden zugegeben, um ein konstantes Verhältnis Harz/Polymer
aufrechtzuerhalten, während die Verhältnisse SiH/SiVi variiert
wurden. Die Zusammensetzungen wurden gegossen, was 38 bis 51 um
(1,5 bis 2,0 mil) dicke gehärtete Filme auf 51 um (2 mil)
Mylar ergab. Die Härtung wurde erreicht, indem 6 Minuten auf
130ºC in einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die Testergebnisse
sind in Tabelle XXV zusammengefaßt.
TABELLE XXV
Beispiel 81
-
250 g einer Mischung einer Lösung von Harz P und Polymer
L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 bezogen auf
Feststoffe
wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile wurden
entfernt, indem 1 Stunde lang im Vakuum in einer
Abziehvorrichtung für vertikale dünne Filme mit 5,1 cm x 20,3 cm (2 x 8
inch) bei 120ºC und 8 kPa (60 mm Quecksilber) abgezogen wurde.
Zu 5,0 g der entgasten Mischung wurden 0,02 g Diethylfumarat,
0,02 g eines Platinkomplexes eines Vinylsiloxans und die Menge
und Art an Vernetzungsmittel, die in Tabelle XXVI für jedes
Beispiel angegeben ist, zugegeben. Die Zusammensetzungen wurden
gegossen, was 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil) dicke gehärtete
Filme auf 25
um (1 mil) Kapton ergab. Die Härtung wurde
erreicht, indem 4 Minuten in einem Laborumluftofen auf 130ºC
erhitzt wurde. Die Testergebnisse sind in Tabelle XXVI
zusammengefaßt.
TABELLE XXVI
Beispiel 82
-
250 g einer Mischung einer Lösung von Harz P und von
Polymer L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 bezogen
auf Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt, indem 1 Stunde lang im Vakuum abgezogen wurde
in einer Abziehvorrichtung für vertikale dünne Filme mit 5,1 cm
x 20,3 cm (2 x 8 inch) bei 120ºC und 8 kPa (60 mm Quecksilber).
Zu 5,0 g der entgasten Mischung wurden 0,01 g Diethylfumarat,
0,02 g Benzylalkohol, 0,01 g eines Platinkomplexes eines
Vinylsiloxans und die Menge und Art des in Tabelle XXVII für jedes
Beispiel angegebenen Vernetzungsmittels zugegeben. Die
Zusammensetzungen wurden gegossen, was 38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil)
dicke gehärtete Filme auf 25 um (1 mil) Kapton ergab. Die
Härtung wurde erreicht, indem der beschichtete Film fünfmal
unter ein Paar Quecksilberdampflampen geleitet wurde, wie in den
Beispielen 26 bis 39 beschrieben.
TABELLE XXVII
Beispiel 83
-
100 g einer Mischung einer Lösung von Harz Q und von
Polymer L mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 83/17 bezogen
auf Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt, indem im Vakuum bei 130ºC und 266 Pa (2 mm Hg)
2 Stunden lang abgezogen wurde. Zu 5,0 g der entgasten Mischung
wurden 0,02 g Diethylfumarat, 0,02 g eines Platinkomplexes eines
Vinylsiloxans und die Art und Menge an Vernetzungsmittel, die in
Tabelle XXVIII
für jedes Beispiel angegeben ist, zugegeben.
Zusätzliche Mengen an Polymer L wurden zugegeben, um das
Verhältnis Harz/Polymer auf den in Tabelle XXVIII angezeigten Gehalt
einzustellen. Die Zusammensetzungen wurden gegossen, was einen
38 bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil) dicken gehärteten Film auf 25 um
(1 mil) Kapton ergab. Die Härtung wurde erreicht, indem 4
Minuten auf 130ºC in einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die
Testergebnisse sind in Tabelle XXVIII zusammengefaßt.
TABELLE XXVIII
Beispiel 84
-
250 g einer Mischung einer Lösung von Harz P und von
Polymer M mit einem Verhältnis Harz/Polymer von 70/30 auf Basis
der Feststoffe wurden hergestellt. Die flüchtigen Bestandteile
wurden entfernt, indem im Vakuum in einer Abziehvorrichtung für
vertikale dünne Filme mit 5,1 cm x 20,3 cm (2 x 8 inch) bei
120ºC und 8 kPa (60 mm Hg) 1 Stunde lang abgezogen wurde. Zu 5,0
g der entgasten Mischung wurden 0,02 g Diethylfumarat, 0,02 g
eines Platinkomplexes eines Vinylsiloxans und die Menge an
Vernetzungsmittel A, die in Tabelle XXIX für jede Probe gezeigt
ist, zugegeben. Die Zusammensetzungen wurden gegossen, was 38
bis 51 um (1,5 bis 2,0 mil) dicke gehärtete Filme auf 25 um (1
mil) Kapton ergab. Die Härtung wurde erreicht, indem 4 Minuten
auf 130ºC in einem Laborumluftofen erhitzt wurde. Die
Testergebnisse sind in Tabelle XXIX zusammengefaßt.
TABELLE XXIX
-
1. Silikonhaftkleberzusammensetzung bestehend im wesentlichen
aus:
-
(A) 60 bis 90
Gew.-Teilen eines löslichen Organopolysiloxans
mit einem Mn-Wert von 950 bis 1600, wobei der Peak des
Neopentamers der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si von der Messung
ausgeschlossen ist, das im wesentlichen aus
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht, worin jeder Rest
R einen monovalenten Rest bedeutet ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten
Kohlenwasserstoffresten, wobei mindestens 1/3 aller Reste R
Methylgruppen sind, und wobei das Molverhältnis von
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten zu SiO4/2-Siloxaneinheiten in dem
löslichen Organopolysiloxan einen Wert von 1,1/1 bis 1,4/1
hat, worin das Molverhältnis das Verhältnis der Gesamtzahl
von Triorganosiloxygruppen der harzartigen und Neopentamer-
Anteile von (A) zu der Gesamtzahl von Silikatgruppen der
harzartigen und Neopentamer-Anteile von (A) bedeutet, und
worin Komponente (A) eine geringe Menge eines Materials mit
niedrigem Molekulargewicht enthält, das im wesentlichen aus
einem Neopentamerorganopolysiloxan mit der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si
zusammengesetzt ist, und
-
(B) 10 bis 40 Gew.-Teilen eines Polydiorganosiloxans mit der
allgemeinen Formel R¹R²&sub2;SiO(R²&sub2;SiO)nSiR²&sub2;R¹, worin jeder
Rest R² einen monovalenten Rest bedeutet ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten
Kohlenwasserstoffresten, wobei mindestens 1/2 aller Reste R²
Methylreste sind, jeder Rest R¹ einen Rest bedeutet
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Resten R² und OH-
Resten, und der Index n eine Zahl mit einem Durchschnittwert
von mindestens 50 ist.
-
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiter enthaltend eine
wirksame Menge eines nicht-reaktiven Lösungsmittels.
-
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine
wirksame Menge eines Vernetzungsmittels.
-
4. Gegenstand beschichtet mit der gehärteten Zusammensetzung
von Anspruch 1.
-
5. Lösungsmittel freie Silikonhaftkleberzusammensetzung,
bestehend im wesentlichen aus:
-
(A) 60 bis 90 Gew.-Teilen eines löslichen Organopolysiloxans mit
einem Mn-Wert von 950 bis 1600, wobei der Peak des
Neopentamers der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si von der Messung
ausgeschlossen ist, das im wesentlichen aus R&sub3;SiO1/2-Siloxanein
heiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten besteht, worin jeder Rest
R einen monovalenten Rest bedeutet ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Kohlenwasserstoff- und halogenierten
Kohlenwasserstoffresten, wobei mindestens 1/3 aller Reste R
Methylgruppen sind, und wobei das Molverhältnis von
R&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten zu SiO4/2-Siloxaneinheiten in dem
löslichen Organopolysiloxan einen Wert von 1,1/1 bis 1,4/1
hat, worin das Molverhältnis das Verhältnis der Gesamtzahl
von Triorganosiloxygruppen der harzartigen und Neopentamer-
Anteile von (A) zu der Gesamtzahl von Silikatgruppen der
harzartigen und Neopentamer-Anteile von (A) bedeutet, und
worin Komponente (A) eine geringe Menge eines Materials mit
niedrigem Molekulargewicht enthält, das im wesentlichen aus
einem Neopentamerorganopolysiloxan mit der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si
zusammengesetzt ist; und
-
(B) 10 bis 40 Gew.-Teilen eines Polydiorganosiloxans mit der
allgemeinen Formel R¹&sub2;R²SiO(R¹R²SiO)nSiR²R¹&sub2;, worin jeder
Rest R¹ unabhängig ein Rest ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Phenylresten ist,
jeder Rest R² unabhängig ein olefinischer Rest oder
irgendein Rest R¹, wie oben definiert, ist, mit dem Vorbehalt, daß
mindestens zwei Reste R² pro Molekül olefinisch sein müssen,
und n einen Durchschnittswert von 50 bis 200 hat;
-
(C) einem Organohydrogenpolysiloxan, das mit der Mischung von
(A) und (B) kompatibel ist und durchschnittlich mindestens 2
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro Molekül aufweist,
wobei die Menge von (C), die in der Kleberzusammensetzung
vorhanden ist, ausreichend ist, um 1 bis 30 siliciumgebundene
Wasserstoffatome pro olefinischem Rest in (B) zu liefern;
und
-
(D) einem platinhaltigen Katalysator in ausreichender Menge, um
mindestens 0,1 Gew.-Teile Platin pro 1 Million Gew.-Teile
des vereinigten Gewichts von (A), (B) und (C) zu liefern.
-
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, weiter umfassend einen
Platinkatalysatorinhibitor.
-
7. Zusammensetzung nach Anspruch 5, weiter umfassend weniger
als 1 Gew.-% eines Lösungsmittels.
-
8. Verfahren zur Herstellung einer lösungsmittelfreien
Silikonhaftkleberzusammensetzung, umfassend, daß man
-
(I) eine Lösung in einem organischen Lösungsmittel herstellt von
-
(A) 60 bis 90 Gew.-Teilen eines löslichen Organopolysiloxans mit
einem Mn-Wert von 950 bis 1600, wobei der Peak des
Neopentamers der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si von der Messung
ausgeschlossen ist, das im wesentlichen aus
Me&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten in einem Molverhältnis
von 1,1/1 bis 1,4/1 besteht, worin das Molverhältnis das
Verhältnis der Gesamtzahl von Triorganosiloxygruppen der
harzartigen und Neopentamer-Anteile von (A) zu der
Gesamtzahl von Silikatgruppen der harzartigen und Neopentamer-
Anteile von (A) bedeutet, und worin Komponente (A) eine
geringe Menge eines Materials mit niedrigem Molekulargewicht
enthält, das im wesentlichen aus einem
Neopentamerorganopolysiloxan mit der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si zusammengesetzt ist,
worin Me einen Methylrest bedeutet;
-
(B) 10 bis 40 Gew.-Teilen eines Polydiorganosiloxans mit der
allgemeinen Formel R²(R¹&sub2;SiO)mSiR¹&sub2;R², worin jeder Rest R¹
unabhängig ein Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Phenylresten ist, jeder Rest R²
unabhängig ein olefinisch ungesättigter Rest ist, und in
einen Durchschnittswert von 50 bis 200 hat; und
-
(C) einem Organohydrogenpolysiloxan, das mit der Mischung von
(A) und (B) kompatibel ist und durchschnittlich mindestens 3
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro Molekül aufweist,
wobei
die Menge von (C), die in der Haftkleberzusammensetzung
vorhanden ist, ausreichend ist, um 1 bis 30
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro olefinisch ungesättigtem Rest
in der Gesamtmenge von (A) und (B) zu liefern;
-
(II) das organische Lösungsmittel aus der Lösung entfernt, um
eine entgaste Mischung zu erhalten, die weniger als 1 Gew.-
%, bezogen auf das Gesamtgewicht der entgasten Mischung, an
flüchtigen Bestandteilen enthält; und
-
(III) die entgaste Mischung mit
-
(D) einem platinhaltigen Katalysator in ausreichender Menge, um
mindestens 0,1 Gew.-Teile Platin pro 1 Million Gew.-Teile
des vereinigten Gewichts von (A), (B) und (C)
bereitzustellen,
-
vermischt.
-
9. Verfahren nach Anspruch 8, worin das organische
Lösungsmittel zugegeben wird, um eine Zusammensetzung herzustellen mit
weniger als 1 Gew.-% des organischen Lösungsmittels.
-
10. Verfahren zur Herstellung einer lösungsmittelfreien
Silikonhaftkleberzusammensetzung, umfassend, daß man
-
(I) eine Lösung in einem organischen Lösungsmittel herstellt aus
(A) 60 bis 90 Gew.-Teilen eines löslichen Organopolysiloxans mit
einem Mn-Wert von 950 bis 1600, wobei der Peak des
Neopentamers der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si von der Messung
ausgeschlossen ist, das im wesentlichen aus
Me&sub3;SiO1/2-Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten in einem Molverhältnis
von 1,1/1 bis 1,4/1 besteht, worin das Molverhältnis das
Verhältnis der Gesamtzahl von Triorganosiloxygruppen der
harzartigen und Neopentamer-Anteile von (A) zu der
Gesamtzahl von Silikatgruppen der harzartigen und Neopentamer-
Anteile von (A) bedeutet, und worin Komponente (A) eine
geringe Menge eines Materials mit niedrigem Molekulargewicht
enthält, das im wesentlichen aus einem
Neopentamerorganopolysiloxan mit der Formel (R&sub3;SiO)&sub4;Si zusammengesetzt ist,
worin Me einen Methylrest bedeutet;
-
(B) 10 bis 40 Gew.-Teilen eines Polydiorganosiloxans mit der
allgemeinen Formel R&sub2;(R¹&sub2;SiO)mSiR¹&sub2;R², worin jeder Rest R¹
unabhängig ein Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Phenylresten ist, jeder Rest R²
unabhängig ein olefinisch ungesättigter Rest ist, und m
einen Durchschnittswert von 50 bis 200 hat;
-
(II) das organische Lösungsmittel aus der Lösung entfernt, um
eine entgaste Mischung zu erhalten, die weniger als 1%
flüchtige Bestandteile, bezogen auf das Gesamtgewicht der
entgasten Mischung, enthält; und
-
(III) die entgaste Mischung mit
-
(C) einem Organohydrogenpolysiloxan, das mit der Mischung von
(A) und (B) kompatibel ist und durchschnittlich mindestens 3
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro Molekül aufweist,
wobei die Menge von (C), die in der Haftkleberzusammensetzung
vorhanden ist, ausreichend ist, um 1 bis 30
siliciumgebundene Wasserstoffatome pro olefinisch ungesättigtem Rest
in der Gesamtmenge von (A) und (B) zu liefern; und
-
(D) einem platinhaltigen Katalysator in ausreichender Menge, um
mindestens 0,1 Gew.-Teile Platin pro 1 Million Gew.-Teile
des vereinigten Gewichts von (A), (B) und (C) zu liefern;
-
vermischt.
-
11. Verfahren nach Anspruch 10, worin das organische
Lösungsmittel zugegeben wird, um eine Zusammensetzung herzustellen mit
weniger als 1 Gew.-% des organischen Lösungsmittels.
-
12. Gegenstand, der an mindestens einer Oberfläche die gehärtete
Zusammensetzung nach Anspruch 5 aufweist.
-
13. Gegenstand, der an mindestens einer Oberfläche die gehärtete
Zusammensetzung nach Anspruch 6 aufweist.