CN109690011A - 包含烷氧基官能的硅氧烷反应性树脂的可湿固化热熔融有机硅粘合剂组合物和窗用玻璃 - Google Patents

包含烷氧基官能的硅氧烷反应性树脂的可湿固化热熔融有机硅粘合剂组合物和窗用玻璃 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种隔热玻璃单元，所述隔热玻璃单元包括由粘附到玻璃屏上的透明的间隔件材料(例如，有机硅热熔融材料，任选地为捕集在所述单元内的惰性气体或重气体)间隔开的两个玻璃屏，以及位于所述玻璃屏的边缘部分之间的所述单元的周边处并与所述间隔件的外表面接触的透明的有机硅弹性体层。还描述了用于制备所述隔热玻璃单元的方法。

Description

包含烷氧基官能的硅氧烷反应性树脂的可湿固化热熔融有机 硅粘合剂组合物和窗用玻璃
本发明涉及隔热玻璃单元的改进或与其相关的改进。
多年来一直在操作形成由两块、三块或更多块玻璃屏组成的隔热玻璃单元，该玻璃屏由间隔和密封组件(通常称为“封边”)间隔开，该间隔和密封组件围绕玻璃屏的面向内的表面的周边延伸以在相邻玻璃屏之间限定基本上气密密封的隔热空间。常见的操作是采用间隔件来隔开玻璃屏并确保单元的所需刚度。间隔件可自粘附到玻璃上或者可使用所谓的主要密封剂(例如“丁基密封剂”)粘附到玻璃上，丁基密封剂为基于聚异丁烯橡胶的组合物，作为主要密封剂以将金属间隔件粘结到玻璃屏。然后采用辅助密封剂来密封由间隔件限定的间隙和玻璃屏的周边。除空气之外的气体，例如惰性气体(诸如氩气、氙气、氪气或SF6)可引入隔热玻璃窗单元，以便改善所需的隔热或隔音性能水平。在如上所述的玻璃窗单元中，主要密封剂确保间隔件对玻璃屏的令人满意的粘附，以便向单元提供所需的湿气和/或气体不可渗透性，因此避免湿气进入并在单元的腔体中冷凝，并且在充气单元防止气体从单元逃逸的情况中，辅助密封剂通过最小化由于外部因素诸如环境温度、气压或风压的波动而施加到其上的应变来用于促进自粘附间隔件或主要密封剂的粘结完整性。
已提出多种间隔件，例如，隔热玻璃单元可包括通过自粘附热塑性间隔件保持相隔并彼此粘附的玻璃片(屏)。在此类单元的组装期间，间隔件作为股线例如通过挤出到两个玻璃屏中的第一者上沿其边缘施加。将股线的起止端点接合。然后将玻璃屏组装并一起挤压至相隔预定距离，该距离等于间隔件在隔热玻璃单元中具有的宽度，使得热塑性材料的股线压贴玻璃屏并将屏粘结在一起。
所用的其他间隔件包括：泡沫塑料材料，例如有机硅泡沫或聚烯烃泡沫(诸如乙烯丙烯二烯三元共聚物泡沫)；乳香脂，例如聚异丁烯乳香脂，其包含增强剂(当组装隔热玻璃单元时其有助于保持玻璃片相隔所需的距离)，或中空部分例如铝或不锈钢部分或者刚性塑料材料的中空部分，通常包含干燥剂。通常此类间隔件与主要密封剂一起使用以将间隔件粘附到玻璃和二次密封层，例如位于玻璃屏的边缘部分之间的隔热玻璃单元的周边处的有机硅弹性体层、聚氨酯层、聚硫化物层、丁基热熔体层或聚氨酯反应性热熔体层，使得密封层与增强的乳香脂的外表面接触。例如，在绝热玻璃单元构造的一种典型形式中，封边包括通过低气体和湿气可渗透的密封剂粘附到玻璃屏的面向内的表面的中空金属间隔元件，以提供主要的气密密封。中空间隔元件填充有干燥剂材料，干燥剂材料与玻璃屏之间的隔热空间连通以从其吸收水分，以便改善隔热玻璃单元的性能和耐久性。
如上所述，已使用各种材料来提供辅助密封剂。然而，用作主要密封剂和/或辅助密封剂的大多数可商购获得的材料是黑色或白色或另一种颜色且是不透明的，从而减少光可穿过的隔热玻璃单元的面积。
如上所述，可通过用具有较低热导率的重稀有气体(例如惰性气体，诸如氩气、氙气、氪气或SF6)替换或部分替换存在于隔热玻璃单元的腔体中的空气来降低通过传导或对流进行的热转移。可使用低比辐射率(低E)玻璃减少辐射转移。通常，填充有气体的高性能隔热玻璃单元的热系数(所谓的“K值”，其为当内部和外部之间的温差为1°K时，在隔热玻璃单元的中心通过1m2面积的热能通量的量度)为低于1.5，并且可低至1.2，低E涂层和特殊气体的某些组合允许K值低于1.0W/m2/K(即，瓦特/平方米/开氏度)。就隔声性能而言，除了使用具有不同厚度的玻璃屏元件(例如，与层压玻璃结合)之外，还可通过用SF6气体替换存在于腔体中的一部分或全部空气或稀有气体来获得更好的隔声性能。
虽然理想的低K值可通过在隔热玻璃单元中心的特殊气体填充物和低E涂层获得，但使用含有金属间隔件的常规封边系统导致在隔热玻璃单元的周边有更高的热导率。封边的较高传导性导致在某些环境条件下在内部玻璃表面上发生水冷凝，因此是不期望的。已经提出了几种关于具有降低的热导率的封边(所谓的“热边缘”系统)的技术解决方案。
然而，用于玻璃窗单元的此类封边的一个缺点是它们通常是有颜色的，例如黑色且不透明的，因此缩小了人们通过窗口观察的观看区域。本文的目的是通过提供透明封边使观看区域最大化。
本文的目的是提供具有透明封边的隔热玻璃单元以扩大隔热玻璃单元的观看区域。
本发明在其一个方面提供了一种隔热玻璃单元，其包括由粘附到玻璃屏上的透明的间隔件材料间隔开的两个玻璃屏，任选地具有捕集在该单元内的惰性气体或重气体以及位于玻璃屏的边缘部分之间的该单元的周边处并与间隔件的外表面接触的透明的有机硅弹性体层。
间隔件可选自任何合适的透明材料。示例包括玻璃、硅氢加成或过氧化物固化的有机硅橡胶弹性体、聚碳酸酯、透明丁基橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和挤出的透明的聚异丁烯(PIB)等。间隔件可具有任何合适的横截面几何形状，其可为经由主要密封剂粘附到玻璃表面的预固化的材料条带，或者可为对玻璃表面自粘附的，或者可为预成型固体例如玻璃固体如预成形框架(例如，本文的图1)，假设在每种情况下间隔件均是透明的。间隔件可以自粘附到基底上，例如直接粘附到隔热玻璃窗单元的玻璃屏的表面上，或者可以使用透明的主要密封剂粘附到玻璃上。
在根据本发明的隔热玻璃单元中，间隔元件可为例如基于聚异丁烯的透明的热塑性材料，其可包含干燥剂。合适的材料是可作为热熔体挤出并冷却成粘附至玻璃的固体物质的那些。如果需要，材料在作为热熔体施用之后可经历一定程度的固化。
如上文所述的有机硅弹性体优选地为可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物的经固化的弹性体产物。优选地，可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物包含：
(A)反应性树脂，其包含如下物质在存在(v)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(i)包含R3SiO1/2单元和SiO4/2单元的烯基官能化硅氧烷树脂，其中每个R独立地为具有1至6个碳原子的单价烃基，前提是至少一个R为烯基，其中R3SiO1/2单元与SiO4/2单元的摩尔比的值为0.5/1至1.5/1，
(ii)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及任选的
(iii)封端剂和任选的
(iv)烯基三烷氧基硅烷，
(B)反应性聚合物，其包含如下物质在存在(ix)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(vi)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及
(vii)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，任选的
(viii)烯基三烷氧基硅烷，
(C)湿固化催化剂；以及
(D)交联剂。
如上所述，反应性树脂(A)被形成为如下物质在存在(iv)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：(i)烯基官能化硅氧烷树脂、(ii)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及任选的(iii)封端剂和(iv)乙烯基三甲氧基硅烷。
在某些实施方案中，反应性树脂(A)的重均分子量Mw在12,000g/mol至30,000g/mol(道尔顿)，或者17,000g/mol至22,000g/mol范围内。此外，优选的是，反应性树脂(A)的羟基含量小于反应性树脂(A)的总重量的1重量％。如本文所定义，术语“羟基含量”是指在包含羟基基团的特定分子中羟基基团的重量百分比，且此处定义为反应性树脂(A)中羟基基团的总重量百分比(即，反应性树脂(A)中OH基团的重量百分比)。
反应性树脂(A)的组分(i)为包含R3SiO1/2单元和SiO4/2单元(即，M和Q单元)的烯基官能化硅氧烷树脂。至少三分之一且更优选地基本上所有R基为甲基，前提是至少一个R基为烯基，且另外前提是树脂(i)包含基于树脂(i)的总重量0.6重量％至2.2重量％，或者1.0重量％至2.0重量％的烯基官能团。换句话讲，树脂(i)的烯基含量在树脂(i)的总重量的0.6重量％至2.2重量％，或者1.0重量％至2.02重量％的范围内。另外，基于反应性树脂(A)的总重量，组分(i)的硅烷醇含量小于1.0重量％，或者为0.3重量％至0.8重量％。具有甲基的优选R3SiO1/2单元的示例包括Me3SiO1/2单元和PhMe2SiO1/2单元，其中Me为甲基且Ph为苯基。如本文所定义，术语“硅烷醇含量”是指在包含硅-羟基基团的特定分子中硅-羟基基团的重量百分比，且此处定义为组分(i)中硅-羟基基团的总重量百分比(即，树脂中Si-OH基团的重量百分比)。
出于本发明的目的，树脂(i)中R3SiO1/2单元与SiO4/2单元的摩尔比在0.5:1至1.5:1的范围内。或者，树脂(i)的总M单元与总Q单元的摩尔比为在0.6:1至1.0:1。以上M/Q摩尔比可容易地通过29Si核磁共振(NMR)光谱法获得。
此外，树脂(i)的重均分子量Mw在12,000g/mol至30,000g/mol(道尔顿)，或者17,000g/mol至22,000g/mol范围内。
在某些实施方案中，树脂(i)占反应性树脂(A)的总重量的82重量％至99重量％，或者85重量％至98重量％。
组分(A)的组分(ii)为在分子末端具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物。在某些实施方案中，化合物(ii)具有通式HSi(R2)2OSi(R2)2CH2CH2SiR2 z(OR2)3-z，其中R2为具有1至6个碳原子的一价烃基，并且其中下标z为0或1。甚至更优选地，在分子末端具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物(ii)具有通式HSi(Me)2OSi(Me)2CH2CH2Si(OMe)3，其中Me为甲基。
在某些实施方案中，化合物(ii)占反应性树脂(A)的总重量的1重量％至8重量％，或者2重量％至7重量％。
在某些实施方案中，反应性树脂(A)包含作为其反应产物的一部分的封端剂(iii)。封端剂(iii)可以是每分子具有一个氢原子的聚二有机硅氧烷。示例性封端剂可具有式(I)、式(II)或其组合。式(I)为R3 3Si-(R3 2SiO)s-SiR3 2H。每个R3独立地为一价烃基基团，其示例为：烷基，诸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基；以及芳基，诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基；并且下标s的值在0至10，或者1至10的范围内，或者为1。式(II)为R4 3Si-(R4 2SiO)t-(HR4SiO)-SiR4 3。在该式中，每个R4独立地为一价烃基基团，其示例为：烷基，诸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基；以及芳基，诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基。下标t的值在0至10的范围内，或者为0。
在某些实施方案中，封端剂(iii)占反应性树脂(A)的总重量的至多9重量％，或者至多8重量％。
在某些实施方案中，反应性树脂(A)包含作为其反应产物的一部分的(iv)根据式AlkSi(OR5)3的烯基三烷氧基硅烷，其中每个R5独立地为具有1至6个碳原子的一价烃基，其中Alk表示具有2至6个碳原子的烯基基团，并且其中烯基基团在分子末端处。示例性的烯基三烷氧基硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷和己烯基三甲氧基硅烷。
在某些实施方案中，烯基三烷氧基硅烷(iv)占反应性树脂(A)的总重量的至多1重量％，或者0.05重量％至0.3重量％。
反应性树脂(A)的各组分中硅键合的氢原子/各组分中能够进行硅氢加成反应的不饱和有机基团的重量百分比(通常称为SiH总/Vi总比率)可在0.1至1.0的范围内。在该比率中，SiH总是指组分(ii)中硅键合的氢原子的总量结合组分(iii)(如果存在的话)中硅键合的氢原子的量。Vi总是指组分(i)中脂族不饱和有机基团的总量结合组分(iv)(如果存在的话)中脂族不饱和有机基团的量。
反应性树脂(A)的组分(v)为硅氢加成催化剂，该硅氢加成催化剂加速组分(i)至(ii)以及任选组分(iii)和(iv)(如果存在的话)的反应。组分(v)可以足以促进组分(i)至(ii)以及任选组分(iii)和(iv)(如果存在的话)的反应的量添加，并且该量可例如足以提供基于该方法中所用的组分(i)至(ii)以及任选的(iii)和(iv)的合并重量0.1ppm(百万分率)至1000ppm，或者1ppm至500ppm，或者2ppm至200ppm，或者5ppm至20ppm的铂系金属。或者，化合物(v)可占反应性树脂(A)的总重量的0.05重量％至0.3重量％，或者0.05重量％至0.15重量％。
合适的硅氢加成催化剂是本领域已知的，并且可商购获得。组分(v)可包含选自铂(Pt)、铑、钌、钯、锇或铱金属的铂系金属，或其有机金属化合物，或其组合。组分(v)的示例为化合物诸如氯铂酸、氯铂酸六水合物、二氯化铂，以及该化合物与低分子量有机聚硅氧烷的络合物，或微封装于基质或芯壳型结构中的铂化合物。铂与低分子量有机聚硅氧烷的络合物包括1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。或者，该催化剂可包含1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷与铂的络合物。当该催化剂为铂与低分子量有机聚硅氧烷的络合物时，基于该工艺中所用的组分的合并重量，催化剂的量可以在0.04％至0.4％的范围内。
组分)的合适硅氢加成催化剂在例如美国专利3,159,601；3,220,972；3,296,291；3,419,593；3,516,946；3,814,730；3,989,668；4,784,879；5,036,117；和5,175,325以及EP0 347 895 B中有所描述。
用于在暴露于湿气时加速本发明组合物的固化的湿固化催化剂(C)可选自在本领域中已知促进可水解基团、尤其烷氧基基团的水解和后续缩合的那些化合物。合适的固化催化剂包括但不限于羧酸的金属盐，诸如二月桂酸二丁基锡和二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸亚铁、环烷酸锌、辛酸锌、2-乙基己酸铅；有机钛化合物，诸如钛酸四丁酯和2,5-二异丙氧基双(乙酸乙酯)钛；以及这些盐与螯合剂(诸如乙酰乙酸酯和β-二酮)的部分螯合衍生物。
加入足量的湿固化催化剂(C)以加速热熔融粘合剂组合物的固化。该量可易于由技术人员通过常规实验来确定，并且通常为基于树脂(A)和聚合物(B)固体的合并重量约0.01重量％至3重量％，或者0.1重量％至1.0重量％。
本发明的交联剂(D)通常为由式R10 4-ySiXy的单体表示的硅烷及其低聚反应产物；其中R10选自具有1至6个碳原子的烃基和取代的烃基。上式中的X为可水解基团，优选地选自具有1至4个碳原子的烷氧基、酮肟基、氨氧基、乙酰胺基、N-甲基乙酰胺基或乙酰氧基，并且y为2至4，优选地为3至4。酮肟基团具有通式--ONC(R11)2，其中每个R11独立地表示具有1至6个碳原子的烷基或苯基。
硅烷的具体示例包括但不限于甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷四乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷以及3-巯基丙基三甲氧基硅烷、(1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷)缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、氨基乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、四(甲基乙基酮肟)硅烷、甲基-三(甲基乙基酮肟)硅烷和乙烯基三(甲基乙基酮肟)等。
基于(A)和(B)的重量，通常交联剂(D)以0.01重量％至10重量％，或者0.3重量％至5重量％范围内的量加入。可出于若干目的添加硅烷，包括但不限于作为湿气清除剂向组合物提供稳定性，有助于形成网络，并且充当粘合增进剂。
基于固体，当反应性树脂(A)与反应性聚合物(B)的重量比在40:60至80:20，或者50:50至70:30，或者55:45至65:35的范围内时，可以获得本发明的热熔融粘合剂组合物。可通过基于本公开的常规实验，针对给定树脂和聚合物组合确定形成这些体系所需的精确比率。当该比率低于约40:60时，组合物为不表现出非流动特征的流体；当该比率高于约80:20时，组合物表现出在固化时产生脆化材料的增大趋势(即，它们不形成弹性体)。
所谓的“非流动”意指材料看起来为固体，使得当用材料将60cc广口瓶填充至约三分之一容量并在室温(即，约25℃)下向其侧面倾斜时，在20分钟时间段内基本上未观察到流动。这对应于当以1弧度/秒测量时，在2×107至8×107mPa s的大约范围内的最小室温动态粘度。本发明的热熔融组合物在升高的温度下流动并可易于从常规热熔融枪挤出(例如，动态粘度在200℃下为大约104mPa s)。
除了上文提供的组分(A)至(D)之外，一般来讲，可将少量附加组分加入如上文所述的热熔融粘合剂组合物中，前提是所得弹性体在固化时是透明的。例如，可以加入一种或多种填料(E)、抗蚀剂(F)、热稳定剂(G)、流变助剂(H)等，只要它们不极大改变本文规定的要求。
填料(E)可以热熔融粘合剂组合物的总重量的至多60重量％，或30重量％至55重量％的量添加。可用于本发明的填料(E)的示例可为但不限于：无机材料诸如火成二氧化硅，沉淀二氧化硅和硅藻土二氧化硅，石英粉，硅酸铝，混合的硅酸铝和硅酸镁，硅酸锆，云母粉末，碳酸钙，玻璃粉末和纤维，热解氧化物和金红石型的氧化钛，锆酸钡，硫酸钡，偏硼酸钡，氮化硼，锌钡白，铁、锌、铬、锆和镁的氧化物，不同形式的氧化铝(水合或无水的)；以及煅烧粘土和有机材料诸如酞菁染料、合成纤维和合成聚合物(聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯)。填料(E)可以是单一类型的或几种类型的混合物。
组分(F)为抗蚀剂。合适的抗蚀剂的示例包括苯并三唑、巯基苯并三唑、巯基苯并噻唑，以及可商购获得的抗蚀剂，诸如得自范德比尔特公司(R.T.Vanderbilt)的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物(826)和烷基噻二唑(484)。基于热熔融粘合剂组合物的重量，组分(F)的量可以在0.05％至0.5％的范围内。
组分(G)为热稳定剂。可以利用的合适热稳定剂包括Ce、Cu、Zr、Mg、Fe和Zn金属盐。基于热熔融粘合剂组合物的重量，组分(G)的量可以在0.001％至1.0％的范围内。
组分(H)为流变助剂，在某些实施方案中其可用于改变熔体粘度和/或提高热熔融组合物的生坯强度。合适的流变助剂包括但不限于：增塑剂、非反应性蜡、反应性蜡、增粘剂树脂、以及它们的组合。
组分(H)的合适示例包括但不限于下列物质中的一者或多者及其衍生物：聚烯烃诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚异丁烯；聚乙酸乙烯酯；烃树脂、氢化芳族纯单体烃树脂，包括芳族纯苯乙烯烃树脂；沥青；柏油；石蜡；粗制橡胶；氟化橡胶；氟碳化合物；聚苯乙烯；纤维素树脂；丙烯酸类树脂；苯乙烯丁二烯树脂；聚萜烯；乙烯丙烯二烯单体(EPDM)；以及它们的混合物和/或衍生物。
可以利用的合适市售材料包括可购自田纳西州金斯波特的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Co.,Kingsport,Tennessee)的Benzoflex 352；各自可购自密歇根州米徳兰的陶氏化学公司(Dow Chemical,Midland,Michigan)的Vorasil 602或604；各自可购自北卡罗来纳州夏洛特的科莱恩公司(Clariant,Charlotte,North Carolina)的PE SI 3361TP和E；以及可商购获自德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚公司(ExxonMobil,Houston,Texas)的增粘树脂EscorezTM5320。在某些其他实施方案中，这些可商购获得的材料可单独使用，或者与可购自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corporation,Florham Park,New Jersey)的B12组合使用。
基于热熔融粘合剂组合物的重量，组分(H)的量可以在0.1％至20％，或者0.5％至10％，或者1％至2％的范围内。
本发明的热熔融组合物可以按若干种方式制备。
在一种示例性方法中，反应性树脂(A)和反应性聚合物(B)按如上所述那样预先制备，然后经由分批或连续方法在高剪切搅拌器中预混合，并进料到挤出机(诸如双螺杆挤出机)中，以便通过脱挥作用去除溶剂。在某些实施方案中，在该脱挥过程中挤出的混合物被加热到约140℃至180℃。然后将反应性树脂(A)和反应性聚合物(B)的挤出和脱挥混合物冷却至低于95℃，其中湿固化催化剂(C)和交联剂(D)的混合物经由分批或连续方法加入。此外，也可经由分批或连续方法加入任选组分(E)至(I)的任何其他组合。然后将所得的混合物挤出以形成热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂可保存以便后续使用或者可以立即施用到基底上。在某些实施方案中，例如，热熔融粘合剂可保存并密封在12盎司Semco铝质管(可购自美国宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业集团(PPG Industries,Pittsburgh,PA)，包装和应用系统，15272)中。
在另一种示例性方法中，反应性聚合物(B)按如上所述那样制备，并且经由分批或连续方法在高剪切搅拌器中与烯基官能化硅氧烷树脂(反应性树脂(A)的组分(i))预混合。向该混合物中加入组分(ii)、(iii)、(v)和任选组分(iv)(即反应性树脂(A)的组分的其余部分)。将所得的混合物进料到挤出机(诸如双螺杆挤出机)中，以便通过脱挥作用去除溶剂。在某些实施方案中，在该脱挥过程中挤出的混合物被加热到约140℃至180℃。然后将挤出和脱挥混合物冷却至低于95℃，其中湿固化催化剂(C)和交联剂(D)的混合物经由分批或连续方法加入。此外，任选组分(E)至(H)的任何其他组合也可经由间歇或连续方法加入，前提条件是所得的弹性体材料在固化时是透明的。然后将所得的混合物挤出以形成热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂可保存以便后续使用或者可以立即施用到基底上。在某些实施方案中，例如，热熔融粘合剂可保存并密封在12盎司Semco铝质管(可购自美国宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业集团(PPG Industries,Pittsburgh,PA)，包装和应用系统，15272)中。
本发明的热熔融粘合剂组合物可作为透明的辅助密封剂通过用于分配有机热熔融制剂的任何合适的方法施用到玻璃屏上。这些方法中的共同因素是将组合物加热至足以在施用前诱导流动的温度。在冷却至环境条件时，本发明的组合物为可用于将玻璃屏粘结到彼此的粘性的、非流动的粘合剂组合物。或者，可以在粘合剂仍然热时进行粘结，但这样当然不会在这些条件下支撑很多应力。在期望的组分与本发明的热熔融粘合剂粘结之后，将该组合暴露于环境空气中以便将热熔融粘合剂固化成基本上不发粘的弹性体。本文中基本上无粘性表示表面为指触干燥或几乎干燥的。完成该固化过程所需的时间在约一天至超过一个月的范围内，尤其具体取决于催化剂类型、催化剂水平、温度和湿度。由于该固化，本发明组合物的粘合强度大大增强。
由于树脂(A)和聚合物(B)之间的反应性增强，本发明的可湿固化热熔融有机硅粘合剂组合物显示出改善的抗蠕变性。另外，由于树脂(A)和聚合物(B)均彼此反应，因此最大程度地减小或消除固化后反应性树脂(A)和反应性聚合物(B)的萃取。
在根据本发明的玻璃窗单元中，用于围绕玻璃屏的边缘提供密封的有机硅材料与间隔件相容，并且不会减损单元的完整性且具有足够的粘合特性。这些材料可以被配制成具有对玻璃的优异粘附性以及特别适合用作玻璃窗单元的密封剂的模量和伸长特性。
本发明也涉及一种制备如上所示隔热玻璃窗单元的方法，该方法包括提供具有第一主表面的第一玻璃屏；
将透明的间隔件施加到金属框架的第一主表面上；
将具有第一主表面的第二玻璃面板定位在透明的间隔件上；
用透明的有机硅粘合剂组合物(优选地如上文所述的可湿固化热熔融有机硅粘合剂组合物)填充围绕玻璃面板的周边的腔体，所述腔体由第一玻璃面板的第一主表面、透明的间隔件的外表面和第二玻璃面板的第一主表面限定。
将透明的有机硅粘合剂组合物固化以粘结两个玻璃面板并形成隔热玻璃窗单元。
在上述的一个实施方案中，提供了一种制备隔热玻璃单元的方法，该方法包括按任何期望的次序进行的以下步骤：即，预固化两个玻璃屏，在两个玻璃屏之间提供作为热熔体施加的塑料状态的透明的热塑性材料的环形带，任选地包含脱水材料，贴靠热塑性材料朝彼此推压两个玻璃屏以形成包含粘附到屏的热塑性材料的间隔件，任选地将惰性气体或重气体引入由两个屏和间隔件限定的腔体并施加一层透明的有机硅粘合剂组合物，优选地将如上文所述的可湿固化热熔融有机硅粘合剂组合物定位在单元的与间隔件的外表面接触的周边。
如果需要，在如上文所述的隔热玻璃单元中，捕集在单元内的气体优选地包含SF6或惰性气体(诸如氩气、氙气和氪气)或由SF6或惰性气体(诸如氩气、氙气和氪气)组成，以改善所实现的隔热或隔声性能的水平。当存在时，为了确保足够的隔热或隔音特性，我们更喜欢确保捕集在单元内的至少90％的气体为氩气、氙气、氪气或SF6或它们的混合物。
根据本发明的玻璃窗单元可以任何便利的方式构造。在一种方法中，将任选地包含干燥剂的热熔融热塑性材料加热并且作为热糊剂在约120℃至约160℃范围内的温度下施加到清洁玻璃屏的周边，以形成与屏的极端边缘相邻但间隔开的环形“带”。当环形带仍然热时，将另一个清洁玻璃屏压贴在其上。可以在轻微过压下将气体引入单元的腔体中，并且将屏压在一起以将糊剂挤压成在与玻璃屏的平面平行的方向上测量的具有约7mm至约10mm厚度并且在围绕整个屏至少约6mm宽(即在与玻璃屏的平面垂直的方向上测量)的区域上与每个玻璃屏连续接触的期望形状。使该单元冷却至室温并且塑料材料硬化以提供粘结到两个屏的间隔件。在冷却完成之前或之后，将一层透明的有机硅粘合剂组合物，优选地如上文所述的可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物挤出到由间隔件和玻璃屏的周边部分限定的“U”形空间中，并且使其固化以在间隔件的顶部上形成围绕单元的边缘并粘附到玻璃屏的密封件。所得的有机硅弹性体的层具有在与玻璃屏的平面平行的方向上测量的3mm的最小平均厚度，并且与每个玻璃屏连续接触。根据隔热玻璃单元的应用类型，可能需要更大厚度的有机硅弹性体。例如，如果要在结构玻璃窗应用中使用隔热玻璃单元，则有机硅弹性体的厚度的尺寸需要根据用于结构玻璃窗应用中的隔热玻璃单元的国家标准和实践或建筑规范，诸如ASTM C 1249-06a(2010)(“Standard Guide for Secondary Seal forSealed Insulating Glass Units for Structural Sealant Glazing Applications(用于结构密封剂玻璃窗应用的密封隔热玻璃单元的辅助密封标准指南)”)来设定。
其中份和百分比以重量表示的以下实施例举例说明了本发明。实施例连同附图一并理解，其中
图1为穿过隔热玻璃单元的图解剖视图，并且
图2为另选的隔热玻璃单元的图解部分，两者均为本发明的示例。
图1所示的隔热玻璃单元是通过预固化由透明(例如玻璃)管的中空正方形部分形成的均匀部分的矩形框架(10)制成的，该矩形框架是通过在特殊弯曲设备上将所有四个角弯曲并且通过使用连接件(未示出)沿较长部分中的一者接合间隔件框架制造的。框架可以在指向该单元内部的侧面上穿孔，并且干燥剂可以被容纳在管内。使用框架，通过透明的主要密封剂材料例如基于聚异丁烯的粘合剂组合物的连续沉积物(16，18)来提供固定到两个玻璃屏(12)和(14)的周边部分的间隔件。通过将如上文所述的热熔融可固化有机硅组合物挤出到在玻璃屏的边缘与间隔件之间形成的“U”形空间中，围绕单元的边缘形成辅助密封件(20)。使组合物固化以提供密封件。将氩气引入屏之间的腔体(22)中。
或者在图2中，将包含干燥剂的透明的热塑性材料加热并且作为热糊剂在约120℃至约160℃范围内的温度下施加到清洁玻璃屏(42)的周边，以形成与屏的极端边缘相邻但间隔开的环形“带”(40)。当环形带仍然热时，将另一个清洁玻璃屏(44)压贴在其上。如果需要，通常可以在轻微过压下将气体(例如氩气)引入腔体(48)中，并且将屏压在一起以将糊剂挤压成在与玻璃屏的平面平行的方向上测量的具有约8mm的厚度并且在围绕整个屏12mm宽(即在与玻璃屏的平面垂直的方向上测量)的区域上与每个玻璃屏连续接触的期望形状。使该单元冷却至室温并且使透明的热塑性间隔件材料40硬化以提供粘结到两个屏的间隔件。在冷却完成之前，将一层透明的有机硅粘合剂组合物，优选地如上文所述的可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物挤出到由间隔件和玻璃屏的周边部分限定的“U”形空间中，并且使其固化以在间隔件的顶部上形成围绕单元的边缘并粘附到玻璃屏的密封件(46)。有机硅密封件具有在与玻璃屏的平面平行的方向上测量的约3mm至4mm的厚度，并且与每个玻璃屏连续接触。
测试已表明，根据EN 1279-4的热熔融有机硅粘合剂的水蒸气传输速率提供在2mm厚膜上14.9g/24h.m2的平均渗透性。使用如上文所述的透明系统的隔热玻璃单元的示例在图3中示出。

Claims (12)

1.一种隔热玻璃单元，包括由粘附到玻璃屏上的透明的间隔件材料间隔开的两个玻璃屏，任选地捕集在所述单元内的惰性气体或重气体以及位于所述玻璃屏的边缘部分之间的所述单元的周边处并与所述间隔件的外表面接触的透明的有机硅弹性体层。
2.根据权利要求1所述的隔热玻璃单元，其中所述间隔件直接粘附到所述玻璃的表面，或者能够使用透明的主要密封剂粘附到所述玻璃上。
3.根据前述权利要求中任一项所述的隔热玻璃单元，其中当存在时，所述间隔件选自玻璃、硅氢加成或过氧化物固化的有机硅橡胶弹性体、透明丁基橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯和挤出的透明的聚异丁烯(PIB)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的隔热玻璃单元，其中所述间隔件自粘附到所述基底上，或者能够使用透明的主要密封剂粘附到所述玻璃上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的隔热玻璃单元，其中所述有机硅弹性体为可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物的固化的弹性体产物。
6.根据权利要求4所述的隔热玻璃单元，其中所述可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物包含：
(A)反应性树脂，所述反应性树脂包含如下物质在存在(v)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(i)包含R3SiO1/2单元和SiO4/2单元的烯基官能化硅氧烷树脂，其中每个R独立地为具有1至6个碳原子的单价烃基，前提是至少一个R为烯基，其中R3SiO1/2单元与SiO4/2单元的摩尔比的值为0.5/1至1.5/1，
(ii)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及任选的
(iii)封端剂和任选的
(iv)烯基三烷氧基硅烷，
(B)反应性聚合物，所述反应性聚合物包含如下物质在存在(ix)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(vi)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及
(vii)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，任选的
(viii)烯基三烷氧基硅烷，
(C)湿固化催化剂；以及
(D)交联剂。
7.一种制备根据权利要求1至6中任一项所述的隔热玻璃窗单元的方法，所述方法包括提供具有第一主表面的第一玻璃屏；
·将透明的间隔件施加到金属框架的第一主表面上；
·将具有第一主表面的第二玻璃面板定位在所述透明的间隔件上；
·用透明的有机硅粘合剂组合物填充围绕所述玻璃面板的周边的腔体，所述腔体由所述第一玻璃面板的所述第一主表面、透明的间隔件的外表面和所述第二玻璃面板的所述第一主表面限定；
·将所述透明的有机硅粘合剂组合物固化以粘结所述两个玻璃面板并形成隔热玻璃窗单元。
8.一种用于制备根据权利要求1至6中任一项所述的隔热玻璃单元的方法，所述方法包括按任何期望的次序进行的以下步骤：即，预固化两个玻璃屏，在所述两个玻璃屏之间提供作为热熔体施加的塑料状态的透明的热塑性材料的环形带，任选地包含脱水材料，贴靠所述热塑性材料朝彼此推压所述两个玻璃屏以形成包含粘附到所述屏的所述热塑性材料的间隔件，任选地将惰性气体或重气体引入由所述两个屏和所述间隔件限定的所述腔体并施加一层透明的有机硅粘合剂组合物，优选地将如上文所述的可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物定位在所述单元的与所述间隔件的外表面接触的周边。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述透明的有机硅粘合剂组合物为可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述可湿固化的热熔融有机硅粘合剂组合物包含：
(A)反应性树脂，所述反应性树脂包含如下物质在存在(v)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(i)包含R3SiO1/2单元和SiO4/2单元的烯基官能化硅氧烷树脂，其中每个R独立地为具有1至6个碳原子的单价烃基，前提是至少一个R为烯基，其中R3SiO1/2单元与SiO4/2单元的摩尔比的值为0.5/1至1.5/1，
(ii)(ii)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及任选的
(iii)封端剂和任选的
(iv)烯基三烷氧基硅烷，
(B)反应性聚合物，所述反应性聚合物包含如下物质在存在(ix)硅氢加成催化剂的情况下反应的反应产物：
(vi)具有至少一个硅键合的氢原子的烷氧基硅烷官能化有机硅氧烷化合物，以及
(vii)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，任选的
(viii)烯基三烷氧基硅烷，
(C)湿固化催化剂；以及
(D)交联剂。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的隔热玻璃单元，其中当存在时，捕集在所述单元内的所述气体优选地包含SF6或惰性气体诸如氩气、氙气和氪气，或由SF6或惰性气体诸如氩气、氙气和氪气组成。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中所述有机硅弹性体以在与所述玻璃屏的所述平面平行的方向上测量的约3mm的最小平均厚度施加，使得其与每个玻璃屏连续接触。
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