CN102056991A - 可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物 - Google Patents
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Abstract
一种可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,包含:(A)100质量份二有机基聚硅氧烷,其具有在25℃下100-1,000,000mPa.s的粘度和选自烷氧基甲硅烷基、氢原子、羟基和取代或未取代的一价烃基的分子端基,且其中至少50mol%的端基是所述烷氧基甲硅烷基,其由下式表示:-X-SiR1 a(OR2)(3-a)(其中R1表示取代或未取代的一价烃基,R2表示烷基,X表示氧原子或亚烷基,和“a”是0或1);(B)0.1-20质量份下式的有机基三甲氧基硅烷或所述有机基三甲氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:R3Si(OCH3)3(其中R3表示取代或未取代的一价烃基);(C)0.1-20质量份下式的有机基三烷氧基硅烷或所述有机基三烷氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:R4Si(OR5)3(其中R4表示取代或未取代的一价烃基,和R5表示具有两个或更多个碳原子的烷基);和(D)0.1-10质量份钛螯合催化剂。该组合物在无湿气的环境中具有优异的储存稳定性并易于控制固化速度。
Description
技术领域
本发明涉及可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,更特别地涉及在无湿气条件下呈现优异稳定性并能够容易控制固化速度的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物。
背景技术
已知一些特定的有机基聚硅氧烷组合物(其可在空气中湿气作用下在室温下固化,(参见日本未审专利申请公开S62-252456))在无湿气条件下呈现优异的储存稳定性并且适合于形成固化产物,该固化产物在湿空气中呈现优异的粘合性,当通过脱醇和缩合反应固化时使甲醇、乙醇或类似的醇容易蒸发,并且不产生关于气味或腐蚀的问题。考虑到这些性能,这种可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物在电气和电子器件的制造中用作密封剂和涂层剂。
在现代电气和电子器件的制造中使用的密封和涂布方法需要使用可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,该组合物的特征在于最佳的固化速度。然而,不容易调节上述固化速度同时保持所需的储存稳定性。
本发明的一个目的是提供可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,其在无湿气环境中具有优异的储存稳定性并易于控制固化速度。
发明内容
本发明的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物包含:
(A)100质量份二有机基聚硅氧烷,其具有在25℃下100-1,000,000mPa.s的粘度和选自烷氧基甲硅烷基、氢原子、羟基、和取代或未取代的一价烃基的分子端基,且其中至少50mol%的端基是烷氧基甲硅烷基该烷氧基甲硅烷基由下式表示:
-X-SiR1 a(OR2)(3-a)
(其中R1表示取代或未取代的一价烃基,R2表示烷基,X表示氧原子或亚烷基,和“a”是0或1);
(B)0.1-20质量份下式的有机基三甲氧基硅烷或所述有机基三甲氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:
R3Si(OCH3)3
(其中R3表示取代或未取代的一价烃基);
(C)0.1-20质量份下式的有机基三烷氧基硅烷或所述有机基三烷氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:
R4Si(OR5)3
(其中R4表示取代或未取代的一价烃基,和R5表示具有两个或更多个碳原子的烷基);和
(D)0.1-10质量份钛螯合催化剂。
在上述组合物中,组分(B)含量与组分(C)含量的比按质量单位计可以为(1∶20)-(5∶1)。
该组合物可进一步包含(E)二氧化硅基填料,其用量为1-50质量份/100质量份组分(A)。
该组合物可进一步包含(F)粘合促进剂,其用量为0.01-10质量份/100质量份组分(A)。
发明效果
本发明的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物是有效的,因为它在无湿气环境中具有优异的储存稳定性并易于控制固化速度。
发明详述
现在将更详细地描述本发明的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物。
二有机基聚硅氧烷(A)是具有分子端基的组分,所述分子端基选自烷氧基甲硅烷基、氢原子、羟基、和取代或未取代的一价烃基,其中烷氧基甲硅烷基由下式表示:
-X-SiR1 a(OR2)(3-a)。
在上式的烷氧基甲硅烷基中,R1表示取代或未取代的一价烃基,其可具体例举甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十八基或类似的烷基;环戊基、环己基或类似的环烷基;乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基或类似的烯基;苯基、甲苯基、萘基或类似的芳基;苯甲基、苯乙基或类似的芳烷基;氯甲基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基或类似的卤化烷基;氯苯基、氯甲苯基或类似的卤化芳基。最有选烷基、芳基,并且尤其是甲基和苯基。R2表示烷基,如甲基、乙基、丙基和丁基。最优选甲基和乙基。在上式中,X表示氧原子或亚烷基。这些亚烷基可例举亚乙基、亚丙基、甲基亚乙基和亚丁基。最优选亚乙基和亚丙基。X优选表示氧原子。在式中,“a”是0或1,其中优选0。
上述烷氧基甲硅烷基可具体例举三甲氧基甲硅烷氧基、三乙氧基甲硅烷氧基、二甲氧基乙氧基甲硅烷氧基、甲氧基二乙氧基甲硅烷氧基、三异丙氧基甲硅烷氧基、三(甲氧基乙氧基)甲硅烷氧基或类似的三烷氧基甲硅烷氧基;三甲氧基甲硅烷基乙基、三甲氧基甲硅烷基丙基、三乙氧基甲硅烷基乙基或类似的三烷氧基甲硅烷基烷基,其中优选三甲氧基甲硅烷氧基和三甲氧基甲硅烷基乙基。
上述端基的一价烃基可具体例举与以上对于R1定义的相同一价烃基。最优选烷基、烯基和芳基,尤其是甲基、乙烯基、烯丙基和苯基。
组分(A)的分子端基选自烷氧基甲硅烷基、氢原子、羟基、和取代或未取代的一价烃基,其中至少50mol%优选60mol%和最优选至少70mol%的端基是上述烷氧基甲硅烷基,其由下式表示:
-X-SiR1 a(OR2)(3-a)。
如果烷氧基甲硅烷基含量与分子端基总量的比例低于所推荐的下限,则所获得的组合物将呈现不完全固化的倾向。
包含在组分(A)分子中的与硅键合的基团可例举与以上对于R1定义的相同一价烃基。最优选烷基和芳基,尤其是甲基和苯基。
组分(A)具有基本直链的分子结构,然而,其可以是一定程度支化的。组分(A)在25℃下的粘度范围为100-1,000,000mPa.s,和优选100-100,000mPa.s。如果组分(A)的粘度低于所推荐的下限,则这将损害组合物的固化产物的机械性能。另一方面,如果粘度超过所推荐的上限,这将损害组合物的处理可加工性并将使组合物不适合用作密封剂或涂层剂。
组分(B)是下式的有机基三甲氧基硅烷或上述有机基三甲氧基硅烷的部分水解和缩合的产物:
R3Si(OCH3)3
在该式中,R3表示取代或未取代的一价烃基,其可例举与以上对于R1定义的相同基团。最优选烷基、烯基和芳基,尤其是甲基、乙烯基、烯丙基和苯基。
组分(B)的有机基三甲氧基硅烷可用下述代表:甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、或上述化合物中两种或更多种的组合。
添加到组合物中的组分(B)的量为0.1-20质量份,优选0.1-15质量份,以每100质量份组分(A)计。如果组分(B)含量低于所推荐的下限,该组合物将固化不充分或具有低储存稳定性。另一方面,如果组分(B)含量超过所推荐的上限,则这将延迟固化,或将损害组合物的固化产物的机械性能。
组分(C)是下式的有机基三烷氧基硅烷或上述有机基三烷氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:
R4Si(OR5)3
在上式中,R4表示取代或未取代的一价烃基,其可例举与以上对于R1定义的相同一价烃基。优选烷基、烯基和烯丙基,尤其是甲基、乙烯基、烯丙基或苯基。在上式中,R5表示具有两个或更多个碳原子的烷基。具体实例是乙基、丙基、丁基、己基或类似的具有2-6个碳原子的烷基。最优选乙基和丙基。
作为有机基三烷氧基硅烷的组分(C)可具体例举甲基三乙氧甲硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、或上述化合物中两种或更多种的混合物。
添加到组合物中的组分(C)的量为0.1-20质量份,优选0.1-15质量份/100质量份组分(A)。如果组分(C)的添加量低于所推荐的下限,该组合物将固化不充分或具有低储存稳定性。另一方面,如果组分(C)含量超过所推荐的上限,则这将延迟固化,或将损害组合物的固化产物的机械性能。
对于可在组合物中使用的组分(B)与组分(C)的比没有特别限制。然而,为了保持组合物的储存稳定性,同时容易地调节固化速度,建议组分(B)含量与组分(C)含量的比按质量单位计为(1∶20)-(5∶1),和优选(1∶10)-(2∶1)。
组分(D)是用于促进组合物固化的钛螯合催化剂。组分(D)的具体实例如下:二甲氧基-双(甲基乙酰乙酸)钛、二异丙氧基双(乙酰丙酮酸)钛、二异丙氧基双(乙基乙酰乙酸)钛、二异丙氧基双(甲基乙酰乙酸)钛和二丁氧基双(乙基乙酰乙酸)钛。
添加到组合物中的组分(D)的量可为0.1-10质量份,优选0.3-6质量份/100质量份组分(A)。如果组分(D)的添加量小于所推荐的下限,则这将不能促进组合物固化到足够程度。另一方面,如果组分(D)的添加量超过所推荐的上限,则这将损害组合物的储存稳定性。
为了改进组合物的流动性或固化产物的机械性能,该组合物可进一步结合二氧化硅基填料(E)。二氧化硅基填料可例举煅制二氧化硅、熔融二氧化硅、沉淀二氧化硅、石英,或者用硅烷化合物、硅氮烷化合物或低聚合度硅氧烷表面处理的上述物质。最优选用作组分(E)的是煅制二氧化硅,尤其是BET比面积等于或大于50m2/g的煅制二氧化硅。虽然对于组分(E)的添加量没有特殊限制,但建议组分(E)的添加量为1-50质量份,优选1-30质量份/100质量份组分(A)。
为了改进该组合物的固化体在固化时对于各种基底的粘合性,该组合物可结合有粘合促进剂(F)。这种组分(F)可例举3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷或类似的含氨基的有机基烷氧基硅烷;3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或类似的含环氧的有机基烷氧基硅烷;3-巯基丙基三甲氧基硅烷或类似的含巯基的有机基烷氧基硅烷;或含氨基的有机基烷氧基硅烷和含环氧基的有机基烷氧基硅烷的反应混合物。最优选含氨基的有机基烷氧基硅烷和含氨基的有机基烷氧基硅烷与含环氧基的有机基烷氧基硅烷的反应混合物。虽然对于组分(F)的添加量没有特殊限制,但建议组分(F)的添加量为0.01-10质量份,优选0.05-100质量份,以每100质量份组分(A)计。
在不与本发明目的冲突的范围内,该组合物可进一步结合有其它添加剂如碳酸钙、二氧化钛、硅藻土、氧化铝、氧化镁、氧化锌、胶态碳酸钙、碳黑或类似的填料;用硅烷组合物、硅氮烷组合物或低聚合度硅氧烷表面处理的上述填料;以及有机溶剂、抗腐蚀剂、阻燃剂、耐热剂、增塑剂、触变赋予剂、颜料等。
对于制备组合物的方法没有特别限制,可通过混合组分(A)-(D)及视需要与其它所需组分混合,可制备组合物。然而,在组合物以单部分RTV储存的情况下,与组分(D)混合或在与组分(D)混合后的储存必须在无湿气条件下进行。在组合物以双部分RTV储存的情况下,应当分开地储存组分(A)和(D)。
实施例
参考实践例和对比例,现将更详细地描述本发明的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物。下列方法用于评价可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物的固化速度和储存稳定性。
[固化速度]
在制备后,将可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物在湿气隔离的条件下在25℃下储存7天。此后,将该组合物以2mm厚层的形式施涂在玻璃板上,保持在25℃和50%相对湿度下,用指尖轻轻触摸涂层表面,并测量消粘时间(TFT)。
[储存稳定性]
在制备后,将可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物在50℃下在湿气隔离的条件下在烘箱中储存28天。然后将组合物冷却到室温,如上所述测量TFT,并基于此,判断固化速度的变化。
[实践例1-5,对比例1-4]
为了提供TFT范围为20-30分钟的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,通过在无湿气条件下混合下列组分制备表1所示的组合物:
组分(a):二甲基聚硅氧烷,其在25℃下粘度为2,000mPa.s,85mol%的分子端基是具有下式的三甲氧基甲硅烷氧基:
-O-Si(OCH3)3,
其余基团是甲基;
组分(b):CH3Si(OCH3)3;
组分(c):CH3Si(OC2H5)3;
组分(d):二异丙氧基-双(乙基乙酰乙酸)钛;
组分(e):煅制二氧化硅,其BET比面积为200m2/g,并且用六甲基二硅氮烷疏水表面处理;和
组分(f):在将3-氨基丙基三甲氧基硅烷与3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷以1∶2的摩尔比混合并使混合的组分在25℃下反应4星期后所获得的反应混合物。
评价所获得的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物的固化速度和储存稳定性。结果示于表1中。
[表1]
从表1中可以看出,如果组合物不含组分(C),则难以提供所需的在20-30分钟范围内的TFT。(参见对比例1)。如果组合物不包括组分(B),则这将损害储存稳定性(参见对比例2-4)。实践例1和2与对比例3的比较、实践例3和4与对比例2的比较、以及实践例5与对比例4的比较表明,包括组分(B)和(C)能够提供在20-30分钟范围内的TFT,并同时能够使组合物具有良好的储存稳定性。
工业实用性
由于本发明的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物在无湿气的环境中具有优异的储存稳定性并易于控制固化速度,它适合于在电器和电子器件的制造中用作密封剂和涂层剂。
Claims (4)
1.一种可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,包含:
(A)100质量份二有机基聚硅氧烷,其具有在25℃下100-1,000,000mPa.s的粘度和选自烷氧基甲硅烷基、氢原子、羟基、和取代或未取代的一价烃基的分子端基,且其中至少50mol%的端基是所述烷氧基甲硅烷基,该烷氧基甲硅烷基由下式表示:
-X-SiR1 a(OR2)(3-a)
其中R1表示取代或未取代的一价烃基,R2表示烷基,X表示氧原子或亚烷基,和“a”是0或1;
(B)0.1-20质量份下式的有机基三甲氧基硅烷或所述有机基三甲氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:
R3Si(OCH3)3
其中R3表示取代或未取代的一价烃基;
(C)0.1-20质量份下式的有机基三烷氧基硅烷或所述有机基三烷氧基硅烷的部分氢化和缩合的产物:
R4Si(OR5)3
其中R4表示取代或未取代的一价烃基,和R5表示具有两个或更多个碳原子的烷基;和
(D)0.1-10质量份钛螯合催化剂。
2.权利要求1的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,其中组分(B)的含量与组分(C)的含量的比按质量单位计为(1∶20)-(5∶1)。
3.权利要求1的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,进一步包含(E)二氧化硅基填料,其用量为1-50质量份/100质量份组分(A)。
4.权利要求1的可室温固化的有机基聚硅氧烷组合物,进一步包含(F)粘合促进剂,其用量为0.01-10质量份/100质量份组分(A)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110511 |