具有减少的模具结垢的可固化有机硅组合物

文档序号:1590630 发布日期:2020-01-03 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 具有减少的模具结垢的可固化有机硅组合物 (Curable silicone compositions with reduced mold fouling ) 是由 M·伯克马 S·登特 P·德康 S·利德利 J·麦克唐纳 K·范蒂格伦 F·德拜尔 M 于 2018-05-17 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种可固化有机硅组合物,其包含:(A)含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含:(A-1)在每个分子中平均具有至少两个烯基基团的二烷基聚硅氧烷);和(A-2)含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO&lt;Sub&gt;4/2&lt;/Sub&gt;单元、R&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;&lt;Sub&gt;2&lt;/Sub&gt;R&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;SiO&lt;Sub&gt;1/2&lt;/Sub&gt;单元和R&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;&lt;Sub&gt;3&lt;/Sub&gt;SiO&lt;Sub&gt;1/2&lt;/Sub&gt;单元;(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中组分(B)为包含以下的有机聚硅氧烷:(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO&lt;Sub&gt;4/2&lt;/Sub&gt;单元1.50摩尔至2.50摩尔HR&lt;Sup&gt;3&lt;/Sup&gt;&lt;Sub&gt;2&lt;/Sub&gt;SiO&lt;Sub&gt;1/2&lt;/Sub&gt;单元范围内的比率的SiO&lt;Sub&gt;4/2&lt;/Sub&gt;单元和HR&lt;Sup&gt;3&lt;/Sup&gt;&lt;Sub&gt;2&lt;/Sub&gt;SiO&lt;Sub&gt;1/2&lt;/Sub&gt;单元;以及(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢;以及(C)硅氢加成反应催化剂。(The present invention provides a curable silicone composition comprising: (A) an alkenyl-containing organopolysiloxane comprising: (a-1) a dialkylpolysiloxane having an average of at least two alkenyl groups per molecule); and (A-2) an organopolysiloxane in the form of an alkenyl-containing resin, the organopolysiloxane comprising SiO 4/2 Unit, R 1 2 R 2 SiO 1/2 Unit and R 1 3 SiO 1/2 A unit; (B) an organopolysiloxane having an average of at least three silicon-bonded hydrogen atoms in each molecule, wherein component (B) is an organopolysiloxane comprising: (B-1) an organopolysiloxane containing at least 0.7 mass% of silicon bonds, in an amount of 50 to 100 mass% of component (B)And is contained in each 1 mol of SiO 4/2 Units from 1.50 molar to 2.50 molar HR 3 2 SiO 1/2 SiO of ratio in the range of the unit 4/2 Unit and HR 3 2 SiO 1/2 A unit; and (B-2) from 0 to 50 mass% of a linear organopolysiloxane containing at least 0.3 mass% of silicon-bonded hydrogen, based on component (B); and (C) a hydrosilylation reaction catalyst.)

具有减少的模具结垢的可固化有机硅组合物

相关申请的交叉引用

无。

技术领域

本发明涉及一种提供柔性且高度透明的固化有机硅材料并且减少在模制工艺期间的模具结垢的可固化有机硅组合物。本发明还涉及通过对可固化有机硅组合物进行热固而形成的固化有机硅组合物。本发明还涉及一种固化有机硅组合物的方法,该方法包括在模具中对可固化有机硅组合物进行热固。

背景技术

含有树脂形式的有机聚硅氧烷并且提供高度透明的固化有机硅材料的可固化有机硅组合物是已知的。例如,JP 2005-042099A(等同于US 2005-0006794A1)描述了包含以下的有机硅橡胶组合物:在每个分子中具有至少两个脂族不饱和键的有机聚硅氧烷;具有树脂结构并且包含SiO2单元、具有2至3个乙烯基基团的R3SiO0.5单元和具有0至1个乙烯基基团的R3SiO0.5单元的有机聚硅氧烷,其中这些式中的非乙烯基R为不含有脂族不饱和键的一价烃基,例如甲基等;在每个分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷;以及基于铂族金属的催化剂。在下文中,SiO2单元被称为Q单元,并且R3SiO0.5单元被称为M单元。

JP 2006-335857 A中描述的聚有机硅氧烷组合物提供一种透明的固化材料,并且包含:直链聚有机硅氧烷,该直链聚有机硅氧烷含有硅键合的烯基并且在23℃下具有10mm2/s至10,000mm2/s的粘度;支链聚有机硅氧烷,该支链聚有机硅氧烷包含Q单元、具有一个乙烯基基团的M单元和不含有脂族不饱和键的M单元;聚烷基氢硅氧烷,该聚烷基氢硅氧烷包含Q单元、具有一个硅键合的氢原子的M单元和不含有硅键合的氢的M单元;以及铂族金属化合物。

JP 2007-131694 A(等同于US2009-0118441 A1)中描述的可固化有机硅组合物包含:至少一个在每个分子中具有至少两个烯基基团的二有机聚硅氧烷;至少两个具有不同质均分子量的树脂形式的有机聚硅氧烷,每个有机聚硅氧烷包含Q单元、具有一个乙烯基基团的M单元和不含有脂族不饱和键的M单元;在每个分子中具有至少两个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷;以及硅氢加成反应催化剂。

JP 2006-328102 A(等同于US2006-0264583 A1)描述了一种用于透镜模制的有机硅聚合物组合物,其特征在于提供一种无色且透明的固化材料,并且包含:作为其基本组分的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷在每个分子中具有至少两个脂族不饱和键,并且25℃下具有至少100mPa·s的粘度;有机氢聚硅氧烷,该有机氢聚硅氧烷在每个分子中具有至少三个H(CH3)2SiO1/2单元;以及铂族金属催化剂。

US 8,859,693描述了一种用于光学器件的可固化有机硅组合物,其包含:(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含:(A-1)以组分(A)的50质量%至不大于80质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有至少1,000mPa·s至不大于50,000mPa·s的粘度;以及(A-2)以组分(A)的20质量%至不大于50质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少0.5质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基0.8摩尔至2摩尔该组分中的硅键合的氢的量;以及(C)催化量的硅氢加成反应催化剂,并且提供一种高度透明的固化有机硅材料,其特征在于具有使用JIS K 6253中规定的A型硬度计测量的在至少30至不大于80范围内的硬度、JIS K 6251中规定的至少50%的伸长率、根据JIS K7105在6mm光程上测量的至少90%的在25℃下的平行光透射率,并且在200℃下的平行光透射率为在25℃下的平行光透射率的至少99%的值。

然而,这些可固化有机硅组合物在生产过程期间易于过早地使模具结垢。在模制工艺期间,基于硅的沉积物可能在模具上堆积。随着时间的流逝,这些有机硅沉积物可能在尺寸上增长,并且模制部件复制了这些沉积物的形状,这在许多情况下是不希望的。此过程被称为模具结垢。模具结垢在光学应用中尤其不利,在光学应用中,模制制品中的缺陷可能干扰光路、透射率和强度,并且在复杂模具中模具结垢更加明显。因此,这种过早的结垢或沉积物的堆积需要中断生产过程以清洁模具中的这些基于硅的沉积物。模具的这种清洁可能由于降低生产效率和增加模具更换的频率而缩短模具的使用寿命并增加生产成本。

发明内容

本发明涉及一种可固化有机硅组合物,其包含

(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含:(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度;以及(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;

(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔该组分中的硅键合的氢的量,其中组分(B)为包含以下的有机聚硅氧烷:(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基;以及(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基;以及(C)催化量的硅氢加成反应催化剂。

本发明还涉及一种形成高度透明的固化有机硅材料的方法,该方法包括以下步骤:在120℃至180℃下加热可固化有机硅组合物,该可固化有机硅组合物包含:(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含:(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度;以及(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔该组分中的硅键合的氢的量,其中组分(B)为包含以下的有机聚硅氧烷:(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基;以及(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基;以及(C)催化量的硅氢加成反应催化剂。

本发明的可固化有机硅组合物和形成高度透明的固化有机硅材料的方法提供一种柔性且高度透明的固化有机硅材料,而不会在重复固化期间过早地使模具结垢。

具体实施方式

一种可固化有机硅组合物,其包含

(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含

(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度,以及

(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;

(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔该组分中的硅键合的氢的量,

其中组分(B)为包含以下的有机聚硅氧烷

(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基,以及

(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基;以及

(C)催化量的硅氢加成反应催化剂。

一种形成高度透明的固化有机硅材料的方法,该方法包括以下步骤:在120℃至180℃的温度下加热可固化有机硅组合物,该可固化有机硅组合物包含:(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含

(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度,以及

(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;

(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔该组分中的硅键合的氢的量,

其中组分(B)为包含以下的有机聚硅氧烷

(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基,以及

(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基;以及

(C)催化量的硅氢加成反应催化剂。

含烯基的有机聚硅氧烷(A)包含:(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度;以及(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团。以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷(A1)在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度。

组分(A-1)在每个分子中平均具有至少两个烯基基团。组分(A-1)具有基本上直链分子结构,但是分子链的一部分可以稍微支化。组分(A-1)中的烯基可通过乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、己烯基和环己烯基来例示,其中乙烯基是优选的。对于该烯基的键合位置不受限制,并且可以是例如分子链上的末端位置和/或侧链位置,其中分子链上的末端位置是优选的。组分(A-1)中的烷基可通过C1-10烷基,诸如甲基、乙基、丙基、环戊基、环己基等来例示,其中甲基是优选的。

组分(A-1)在25℃下的粘度在5,000mPa·s至1,000,000mPa·s的范围内,或者在10,000mPa·s至500,000mPa·s的范围内,或者在15,000mPa·s至200,000mPa·s的范围内,或者在>50,000mPa·s至200,000mPa·s的范围内。当组分(A-1)为两种或更多种烯基官能的二烷基聚硅氧烷的混合物时,该混合物在25℃下的粘度必须在上述紧接的替代范围内(即5,000mPa·s至1,000,000mPa·s,或者10,000mPa·s至500,000mPa·s,或者15,000mPa·s至200,000mPa·s,或者>50,000mPa·s至200,000mPa·s)。只要在25℃下的粘度在指定范围内,则组分(A-1)可以是少量的烯基官能的二烷基聚硅氧烷胶和在25℃下为液体的烯基官能的二烷基聚硅氧烷的混合物。前述原因如下:当组分(A-1)在25℃下的粘度小于上述下限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料趋于具有不令人满意的柔性;另一方面,当组分(A-1)在25℃下的粘度超过上述上限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的透明性在高温下趋于下降,而本发明的组合物假定粘度过高并且处理特征趋于下降。

该组分(A-1)二有机聚硅氧烷通过以下来例示:在两个分子链末端处被二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷、在两个分子链末端处被二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷×甲基乙烯基硅氧烷共聚物、在两个分子链末端处被三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、在两个分子链末端处被三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷×甲基乙烯基硅氧烷共聚物、以及前述中的两种或更多种的混合物。

本发明的组合物中的组分(A-1)的含量为组分(A)的至少20质量%至不大于60质量%的量,或者为组分(A)的至少20质量%至小于50质量%的量。其原因如下:当组分(A-1)的含量超出所述范围的极限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的柔性和/或硬度趋于下降,并且在相同模具中重复固化组合物期间,组合物太快使模具结垢。

以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷(A-2)赋予由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料令人满意的硬度和柔性,并且包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团。在这些式中,R1为C1-10烷基,诸如甲基、乙基、丙基、环戊基、环己基等,并且R2为烯基基团,诸如乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基等,其中乙烯基是优选的。

组分(A-2)含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷含有至少1质量%至小于3.5质量%的烯基基团,或者含有至少1.0质量%至不大于2.5质量%的烯基。其原因如下:当组分(A-2)中的烯基含量小于所述下限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的硬度趋于下降;另一方面,当组分(A-2)中的烯基含量超过所述上限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的柔性趋于下降,并且由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的透明性在高温下趋于下降。组分(A-2)可为两种或更多种含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷的混合物,在这种情况下,被认为是这样的混合物必须含有至少1质量%至小于3.5质量%的烯基,以及或者含有至少1.0质量%至不大于2.5质量%的烯基。

组分(A-2)中R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元的总摩尔数与1摩尔SiO4/2单元的比率优选地在0.50至1.80的范围内,并且特别优选地在0.70至1.10的范围内。其原因如下:当组分(A-2)中的R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元的总摩尔数与1摩尔SiO4/2单元的比率小于所述下限时,组分(A-2)的分子量过大,并且由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的透明性可能下降;另一方面,当组分(A-2)中R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元的总摩尔数与1摩尔SiO4/2单元的比率超过上述上限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料可能具有不令人满意的强度。

组分(A-2)具有通过凝胶渗透色谱法在标准聚苯乙烯基础上的优选地在3,000至7,000范围内,并且更优选地在4,000至6,000范围内的质均分子量。组分(A-2)可为两种或更多种含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷的混合物,并且优选地为包含具有通过凝胶渗透色谱法在标准聚苯乙烯基础上的在3,000至7,000范围内的质均分子量的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷的混合物。

本发明的组合物中的组分(A-2)的含量为组分(A)的至少40质量%至不大于80质量%的量,或者为组分(A)的大于50质量%至不大于80质量%的量。其原因如下:当组分(A-2)的含量小于所述范围的下限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的硬度趋于下降;另一方面,当组分(A-2)的含量超过所述范围的上限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的柔性趋于下降,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的透明性在高温下趋于下降,并且模具结垢率增加。

有机聚硅氧烷(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷(B)为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔硅键合的氢的量,其中有机聚硅氧烷(B)包含:(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基;以及(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基。

对组分(B)中硅键合的氢的键合位置没有限制,并且硅键合的氢可键合在例如分子链上的末端位置和/或分子链上的侧链位置。组分(B)中,除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为烷基,诸如甲基、乙基、丙基、环戊基、环己基等,其中甲基是优选的。这提供了与组分(A)的良好相容性,并且还为由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料提供了优异的透明性。尽管对组分(B)的粘度没有限制,但其在25℃下的粘度优选地在1mm2/s至10,000mm2/s的范围内,并且特别优选地在1mm2/s至1,000mm2/s的范围内。

除了SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元之外,组分(B-1)还可含有R3 3SiO1/2单元。组分(B-1)中HR3 2SiO1/2单元和R3 3SiO1/2单元的总摩尔数与1摩尔SiO4/2单元的比率优选地在1.50至2.50的范围内,并且更优选地在1.80至2.20的范围内。优选的组分(B-1)的具体示例为由(SiO4/2)4(H(CH3)2SiO1/2)8给出的有机聚硅氧烷。

直链有机聚硅氧烷(B-2)含有至少0.3质量%,并且优选地至少0.7质量%的硅键合的氢。除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,诸如甲基、乙基、丙基、环戊基、环己基等,其中甲基是优选的。组分(B-2)具有基本上直链分子结构,但是分子链的一部分可以稍微支化。组分(B-2)的优选的具体示例为在两个分子链末端处被二甲基氢甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷×甲基氢硅氧烷共聚物、在两个分子链末端处被三甲基甲硅烷氧基基团封端的甲基氢聚硅氧烷、在两个分子链末端处被三甲基甲硅烷氧基基团封端的二甲基硅氧烷×甲基氢硅氧烷共聚物、以及前述中的两种或更多种的混合物。

本发明的组合物中的组分(B)的含量为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔,或者1.2摩尔至2.1摩尔,或者1.5摩尔至2.0摩尔,或者1.6摩尔至1.9摩尔的硅键合的氢的量。其原因如下:当组分(B)的含量小于所述范围的下限时,组合物的固化趋于不令人满意;另一方面,当超过所述范围的上限时,由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的柔性和/或透明性可能降低,并且模具结垢增加。

作为组分(C)的硅氢加成反应催化剂是用于促进本发明的组合物的固化的催化剂,并且可通过铂类催化剂、铑类催化剂和钯类催化剂来例示,其中铂类催化剂是特别优选的。这些铂类催化剂可通过以下来例示:铂微粉、铂黑、负载在二氧化硅微粉上的铂、负载在活性炭上的铂、氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、以及铂化合物,诸如铂的烯烃络合物、铂的烯基硅氧烷络合物等。

本发明的组合物中的组分(C)的含量是催化量,并且具体而言是提供相对于本发明的组合物的0.01质量ppm至1,000质量ppm,或者0.01质量ppm至10质量ppm,或者0.01质量ppm至9质量ppm,或者1质量ppm至7质量ppm催化剂金属原子的量。其原因如下:当组分(C)的含量小于所述范围的下限时,产生将不能充分进行所得组合物的固化的风险;另一方面,超过所述范围的上限导致光学清晰度降低。

作为其他任选组分,本发明的组合物可含有例如反应抑制剂,以便调节本发明的组合物的固化速率,例如炔醇,诸如2-甲基-3-丁炔-2-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇、苯基丁炔醇等;烯-炔化合物,诸如3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔等;以及1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四己烯基环四硅氧烷、苯并***等。对本发明的组合物中的该反应抑制剂的含量没有限制,并且该含量可根据模制方法和固化条件适当地选择;然而,相对于本发明的组合物,在10质量ppm至5,000质量ppm范围内的量通常是优选的。

在不损害本发明的目的的范围内,本发明的组合物可掺入例如粘附促进剂、阻燃剂、无机填料等。然而,一般而言,从由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料的透明性的观点出发,优选地不掺入粘附促进剂、阻燃剂和无机填料。

当将由本发明的组合物的固化提供的固化有机硅材料用于电气×电子应用时,本发明的组合物中具有不大于650的分子量的低分子量有机聚硅氧烷的含量优选地不大于350ppm。

对本发明的组合物在25℃下的粘度没有特别限制,但从模制特征和处理特征,即易于倾倒或注射、易于脱气等的观点考虑,本发明的组合物在25℃下的粘度为优选地1Pa·s至100Pa·s,并且特别优选地为2Pa·s至50Pa·s。

当通过加热至100℃至250℃而固化时,本发明的组合物形成固化有机硅材料。如使用JIS K 6253中规定的A型硬度计测量的,根据本发明的固化有机硅材料具有在至少30至不大于80范围内,优选地在至少50至不大于80范围内,并且更优选地在至少60至不大于75范围内的硬度。其原因如下:当固化有机硅材料的硬度小于所述范围的下限时,其强度可能不足;另一方面,当超过所述范围的上限时,所考虑的固化有机硅材料的柔性趋于不足。当将该固化有机硅材料用作光学构件或部件时,如使用JIS K6253中规定的A型硬度计测量的,硬度基于模制特征和处理特征特别优选地在至少60至不大于80的范围内。

为了表现出令人满意的柔性,该固化有机硅材料必须具有JIS K 6251中规定的至少50%的伸长率。其原因是,固化有机硅材料的柔性在所示范围以下变得不令人满意。

本发明的固化有机硅材料必须具有根据JIS K 7105在6mm厚的固化有机硅材料上即在6mm的光程上测量的至少90%的在25℃下的平行光透射率,并且必须具有为在25℃下的平行光透射率的至少99%的值的在200℃下的平行光透射率。其原因是,当本发明的固化有机硅材料具有小于在25℃下的平行光透射率的99%的在200℃下的平行光透射率时,在光学部件应用中易于出现缺陷。

另外,本发明的固化有机硅材料可为复合材料,其中将固化有机硅材料形成为具有各种基材中的任一种的单个制品。基材可通过各种金属、热塑性塑料、热固性塑料、橡胶(诸如有机硅橡胶)等、背衬织物(诸如由尼龙或聚酯制成的那些背衬织物)、电子零件和部件、以及发光元件来例示。可通过将本发明的组合物涂覆在基材上并且然后热固来获得这种固化有机硅复合材料。

一种形成高度透明的固化有机硅材料的方法,该方法包括以下步骤:在120℃至180℃的温度下加热可固化有机硅组合物,该可固化有机硅组合物包含:(A)100质量份的含烯基的有机聚硅氧烷,该含烯基的有机聚硅氧烷包含

(A-1)以组分(A)的20质量%至不大于60质量%的二烷基聚硅氧烷,该二烷基聚硅氧烷在每个分子中平均具有至少两个烯基基团,并且在25℃下具有5000mPas至1,000,000mPas的粘度,以及

(A-2)以组分(A)的40质量%至不大于80质量%的含烯基的树脂形式的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷包含SiO4/2单元、R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元,其中R1为C1-10烷基且R2为烯基,并且该有机聚硅氧烷含有在至少1质量%至小于3.5质量%范围内的烯基基团;

(B)在每个分子中平均具有至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基,该有机聚硅氧烷为提供每1摩尔组分(A)中的总烯基1.2摩尔至小于2.2摩尔该组分中的硅键合的氢的量,其中组分(B)为包括以下的有机聚硅氧烷

(B-1)以组分(B)的50质量%至100质量%的有机聚硅氧烷,该有机聚硅氧烷含有至少0.7质量%的硅键合的氢,并且包含在每1摩尔SiO4/2单元1.50摩尔至2.50摩尔HR3 2SiO1/2单元范围内的比率的SiO4/2单元和HR3 2SiO1/2单元,其中R3为C1-10烷基,以及

(B-2)以组分(B)的0质量%至50质量%的直链有机聚硅氧烷,该直链有机聚硅氧烷含有至少0.3质量%的硅键合的氢,其中除了硅键合的氢以外,硅键合的基团为C1-10烷基;以及

(C)催化量的硅氢加成反应催化剂

以形成固化有机硅材料。

形成高度透明的固化有机硅材料的方法的可固化有机硅组合物如以上对于可固化有机硅组合物所述。

在本发明的一个方面,该方法还包括用可固化有机硅组合物涂覆模具以及加热模具以固化可固化有机硅组合物。可通过本领域已知的方法涂覆模具。例如,可通过将可固化有机硅组合物注入模具中来涂覆模具。本领域的技术人员将了解如何涂覆模具以用于固化可固化有机硅组合物。加热可通过本领域已知的方法来完成,并且本领域的技术人员将了解如何加热模具以固化可固化有机硅组合物。用于模制可固化有机硅组合物的模具的材料是本领域已知的。本领域的技术人员将了解用于形成用于固化有机硅组合物的模具的材料。

将可固化有机硅组合物在120℃至180℃,或者130℃至170℃的温度下加热。固化有机硅材料如上所述。

在本发明的一个方面,该方法还包括从模具中去除固化有机硅组合物、用可固化有机硅组合物再涂覆模具以及在再涂覆的模具上固化可固化有机硅组合物。

在本发明的另一方面,用可固化有机硅组合物重复再涂覆模具,并且在再涂覆的模具上固化可固化有机硅组合物超过500次,或者超过1000次,或者超过1500次,或者超过2500次,而不会在模具上堆积任何需要清洁或更换模具的基于硅的沉积物。换句话说,可使用模具500次循环,或者100次循环,或者1500次循环,或者2500次循环,其中一次循环包括用可固化有机硅组合物涂覆模具、加热可固化有机硅组合物以固化可固化有机硅组合物以形成固化有机硅材料、以及从模具中去除固化有机硅材料,前提条件是在循环之间不清洁或更换模具以从模具中去除基于硅的沉积物。通过使用立体显微镜在5倍放大的情况下检查模具来检测模具中的基于硅的沉积物。确定硅沉积物的方法在以下实施例中描述。

在本发明的另一方面,可固化有机硅组合物具有以下前提条件:基于可固化有机硅组合物的重量,存在小于1%,或者小于0.01%,或者没有可检测到的水平的烷氧基。

本发明的组合物可在模制工艺中重复使用,同时大大减少了模具结垢。与在模制工艺中重复使用期间的现有技术组合物相比,本发明的方法还导致减少的模具结垢。如上所述,模具结垢为以下现象:在重复使用期间在模具上堆积含硅的沉积物,从而导致模制制品的质量在重复使用模具时降低。使用立体镜在5倍放大下,在目视检查下在模具中观察到模制结垢。

实施例

包括了以下实施例以阐述本发明的优选的实施方案。本领域的技术人员应该理解,随后的实施例中公开的技术代表本发明人发现在实施本发明中表现良好的技术,并且因此可视为构成其实施的优选的模式。然而,根据本公开,本领域的技术人员应该理解,可以在所公开的具体实施方案中做出许多改变且仍可获得类似或相似的结果而不脱离本发明的实质和范围。所有的百分数均以重量%计。在实施例中,粘度是在25℃下的值,并且份表示质量份。

表1:实施例中使用的缩写的列表

缩写 词语
g
Me 甲基
wt 重量
百分比
mol 摩尔
hr 小时
摄氏度
NA 不适用
mL 毫升
固体含量 (干燥样品的重量/初始样品的重量)×100,并且如下所述确定
cm 厘米
Vi 乙烯基基团

模具结垢:在实施例中,在每100次循环后通过使用立体镜在5倍放大下目视检查模具来确定模具结垢。将模制制品放置在一侧进入黑箱中,在该黑箱中从顶部引入均匀的白光。目视检查寻找模具上的沉积物,这是模具结垢。一旦观察到含硅的沉积物,便记下循环次数。使用具有DX 18-55mm孔径的Nikon D5000拍摄具有光扩散的模制制品的照片。

对于所有实施例,使用相同的模具。选择的模具在设计上复杂,因为众所周知,复杂的模具会更快地出现模具结垢的问题。

用于以下实施例中的用于组分(A)-(C)的材料的性质和名称以及作为固化缓聚剂的反应抑制剂如下所示。

组分A-1

a-1:在两个分子链末端处被二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷,其具有55,000mPa·s的粘度(Mn)和0.09质量%的乙烯基基团含量。

a-2:在两个分子链末端处被二甲基乙烯基甲硅烷氧基基团封端的二甲基聚硅氧烷,其具有9,000mPa·s的粘度和0.145质量%的乙烯基基团含量。

组分A-2

a-3:由平均单元式(ViMe2SiO1/2)0.04(Me3SiO1/2)0.40(SiO4/2)0.56给出的有机聚硅氧烷,其具有大约37,000的质均分子量(Mn)、1.9质量%的乙烯基基团含量和0.79的R1 2R2SiO1/2单元和R1 3SiO1/2单元的总摩尔数与1摩尔SiO4/2单元的比率。

组分B

b-1:由平均单元式(HMe2SiO1/2)8(SiO4/2)3给出的有机聚硅氧烷,其具有23mm2/s的运动粘度和大约0.96质量%的硅键合的氢原子含量。

组分C

铂催化剂:铂的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物的1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液。铂金属含量为大约6500ppm。

组分D:作为固化缓聚剂的反应抑制剂

3,5-二甲基-1-辛炔-3-醇

Figure BDA0002267181870000161

在实施例1中,将实施例1的可固化组合物注入模具中以涂覆模具,并且然后在约150℃的模具温度和足以在模具中固化可固化组合物的具体时间下固化可固化组合物以形成固化组合物/制品,但不使可固化组合物烧焦。在固化后,机器人从模具中去除固化组合物,并通过注模再次用实施例1的可固化组合物再涂覆模具,固化再涂覆在模具上的可固化组合物,并通过机器人再次从模具中去除固化组合物/制品。重复涂覆模具、固化和去除固化制品的这种工艺最多10,000次或直到检测到模具结垢为止。在每注射、固化和去除固化组合物/制品100次循环后检查模具的模具结垢情况。如上所述,使用5倍放大立体镜、黑箱和Nikon相机检查模具的模具结垢情况。将实施例1的可固化组合物涂覆到模具上并固化两千次,然后在模具上观察到模具结垢(即沉积物)。实施例2至3和比较例1使用与实施例1相同的模具、模具温度、固化时间、固化制品/组合物去除工艺、涂覆工艺(注入)和模具结垢观察工艺。表中列出了在观察到模具结垢之前,实施例2至3和比较例1的组合物各自的循环次数。实施例表明,根据本发明的组合物可在模具中固化超过两千次而不会使模具结垢,但是比较例1的组合物在小于一千次循环后就使模具结垢。

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