CN114729191A - 能用于由液体有机硅橡胶组合物经由注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的方法和装置组件 - Google Patents
能用于由液体有机硅橡胶组合物经由注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的方法和装置组件 Download PDFInfo
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Abstract
能用于由液体有机硅橡胶组合物(“LSR”)经由注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的方法和装置组件。所述方法提供一种由LSR生产更快固化的有机硅橡胶产品的灵活方法,并且允许在模具型腔中使用低固化温度而不会剧烈降低LSR的固化速率和所生产的模塑有机硅橡胶材料的物理性能,因而允许液体有机硅橡胶在热敏基材上或之上重叠模塑。该装置组件允许更快的周期和使用精确的剂量投配和混合单元,从而创造一种用于由液体有机硅橡胶(LSR)更快生产固化的有机硅橡胶产品的灵活方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是专利合作条约下的国际申请,要求于2019年7月30日提交的美国临时申请第62/880,321号的优先权,其内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及一种能用于由液体有机硅橡胶组合物(“LSR”)经由注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的新方法和装置组件。
背景技术
使用液体有机硅橡胶(“LSR”)组合物来形成模塑有机硅橡胶产品的液体有机硅橡胶注射模塑装置组件已经存在了近五十年。通过加成交联进行反应的LSR组合物在有机硅橡胶领域中是已知的。
LSR组合物属于热固化橡胶的类别。与固体有机硅或弹性体相比,它们的一个特性特征是加工过程中的低粘度。双组分混合物通过加成过程越来越多地交联。这意味着反应在没有任何降解产物形成的情况下发生。这对注射模塑领域来说是一个重要的益处,因为没有固化副产物,也无需担心模具上会形成沉积物。
与之前对橡胶加工设备所做的一样,塑料加工设备很快就适用于制造LSR产品。LSR组合物的注射模塑通常是有机硅橡胶部件生产商的首选。这是因为它为企业提供了加工容易性、大批量模塑、一致的部件质量和提高的生产率。LSR的注射模塑是使用专门为LSR设计的合适的注射模塑压机进行的。
典型地,两部分铂催化的加成固化反应被用于制造LSR模塑橡胶产品,其中第一组分是乙烯基硅氧烷聚合物、经处理的无定形热解法二氧化硅和铂催化剂(组分A或部分-A)的混合物,而第二组分是乙烯基硅氧烷聚合物、经处理的无定形热解法二氧化硅、氢硅氧烷交联聚合物和固化速率抑制剂(组分B或部分-B)的混合物。由于LSR组合物以两部分的料筒(20升或200升)从制造商处运送,因此组分A和组分B材料的移出通过为LSR设计的计量单元来进行。在这些泵送单元中,一个与料筒直径相同的圆形装置(称为“从动板”)被压入料筒中,在施加的压力下将材料转移到进料管中。活塞泵作为输送机和泵安装。两种组分通过导管进入混合单元,在该混合单元中它们首次混合在一起。两个泵被设置为同步运行,以实现所需的1:1混合比。下游安装了静态混合器以用于进一步均匀混合,材料组分在输送到注射模塑压机之前运行通过该静态混合器。对于添加剂(颜料、着色剂或其他),使用具有单独计量阀的计量系统。
在这个步骤中,计量和混合单元是关键步骤,因为用于混合A和B部分以及添加添加剂的精确计量是必不可少且具有挑战性的。实际上,两种单独组分的比例偏离的计量和混合将导致在注射模塑之前制备的可交联LSR组合物中所存在的硅氧烷氢化物聚合物与硅氧烷烯基聚合物的不平衡比率。这可能导致不稳定的注射固化速率和具有可变物理性能的固化部件。
A和B混合物在注射到模具中之前在LSR机器传送螺杆中进一步混合。氢化硅烷化硫化反应的抑制剂是LSR组合物中使用的关键化学品,因为如果不使用抑制剂,交联反应可在混合两种组分之后立即开始,即使是在室温下。因此,抑制剂的含量是给出交联反应开始之前所需处理时间所必需的关键参数。A和B混合物然后热固化特定的时间和温度,这取决于部件尺寸。借助于机器人装置等将完成的固化产品从模具中顶出,并重复该过程。
现有技术的例子包括美国专利号3,884,866,其公开了一种两部分LSR工艺,该工艺使用两种不同的乙烯基硅氧烷聚合物、铂催化剂和预处理的二氧化硅填料以用于第一组分,以及相同的乙烯基硅氧烷聚合物和预处理的二氧化硅填料加上含甲硅烷基氢化物的有机聚硅氧烷和固化速率抑制剂作为第二组分。美国专利号4,162,243公开了一种使用原位处理的无定形二氧化硅填料的两部分LSR工艺。美国专利号5,977,220公开了一种两部分LSR工艺,该工艺使用氮有机阳离子盐来改善硅氧烷混合物的压缩变定。美国专利号6,034,199公开了一种具有改善的固化速率抑制剂的两部分LSR工艺。美国专利号6,464,923公开了一种三部分LSR工艺。第一组分是二有机聚硅氧烷聚合物和无机填料;第二组分是液体催化剂和二有机聚硅氧烷聚合物的混合物;第三组分是与有机聚硅氧烷聚合物混合的氢硅氧烷。该专利还公开了使用炭黑作为无机填料。与两部分LSR工艺相比,这三个独立的部分导致改善的储存稳定性。
总之,以上所述的所有标准LSR工艺都存在若干问题。第一个问题与两种单独组分的比例偏离的计量和混合有关,这会导致成品中存在的有机硅氢化物交联剂的量不平衡,从而导致不稳定的注射固化速率和具有可变物理性能的固化部件。第二个问题是需要昂贵的设备来将两种单独的混合物泵入计量和混合装置。第三个问题是组分B中存在大量且特定(非可变或固定)量的抑制剂,这是获得多天室温工作寿命所需的。抑制剂含量可减慢模塑产品的固化速率,这将允许更长的工作寿命。
在不同方法中,美国专利号8,063,137和美国专利号8,198,357描述了一种使用液体有机硅橡胶(LSR)基料生产模塑有机硅橡胶产品的方法,该基料包含至少一种乙烯基硅氧烷聚合物、至少一种氢化物交联剂和任选的至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂,但在这种基料中不存在催化剂。然后将单一LSR基料进料到混合装置中,并且还将包含至少一种用于氢化硅烷化硫化反应的液体抑制剂和至少一种乙烯基硅氧烷聚合物的抑制剂母料以及包含至少一种催化剂和至少一种乙烯基硅氧烷聚合物的催化剂母料进料到该混合装置中。然后进行模塑,以允许一些周期时间改善。但是,仍然需要提高注射模塑周期的生产率,特别是当需要低温固化时,例如在80-120℃之间的温度下并且不降低固化速率。
实际上,众所周知,液体有机硅橡胶的硫化速度取决于三个主要因素:模具温度、部件的几何厚度(模具加热表面之间的间隙以及表面积与体积之间的关系)和一般硫化行为和固化化学。通过提高模具温度可以减少周期时间(从而提高生产率),使用温度控制器和使用更快固化的材料将冷流道设置为40-80℃。但是,使用更快固化的材料意味着改变液体有机硅橡胶原材料的组成,从而允许在注射模塑机已经可用的各种注射模塑设备上实现可变行为。
此外,对以下装置组件存在强烈需求:该装置组件可提高注射模塑周期的生产率,同时允许模塑有机硅橡胶产品的制造具有更大灵活性。
另外,LSR组合物还可用于重叠模塑热塑性物体或基材。但是,许多非有机硅基材(例如热塑性材料)由于其组成而倾向于在高温(例如160℃或更高)下变形。实际上,热塑性塑料材料不会表现出标志着从固体到液体转变的精确熔点,但它们会随着温度的升高而缓慢软化。两种不同的技术则被引入以描述表面软化(维卡软化温度)或本体软化(热变形(或扭变)温度或HDT)。
维卡软化温度是下述这样的温度:在该温度下,在特定载荷(10N或50N,参见ASTMD 1525-09和ISO 306)下平头针刺入样品1mm的深度。维卡软化温度反映了在高温应用中使用材料时预期的软化点。
在诸如ASTM D 648-07中的热变形温度方法中,当试样经受反映聚合物在高温下承受给定载荷的能力的任意组测试条件时发生任意变形时测量变形温度。
维卡软化温度(1kg载荷)低于160℃并且可能由于在其表面交联LSR组合物而损坏的热敏材料的示例是:聚氯乙烯(PVC,92℃)、聚乙烯(PE,127.3℃)、聚丙烯(PP,152.2℃)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS,102.3℃)和聚碳酸酯(PC,156.2℃)。
因此,在没有质量损失的情况下,液体有机硅橡胶在其上重叠模塑或过热敏感基材如热塑性物体是有挑战性的。此外,由于有机硅橡胶交联材料可作为防尘、防水、防冲击、防热和防电击的保护层,因此它可广泛用于在其中广泛使用热敏塑料材料的可植入装置中。其他可以通过解决将LSR组合物重叠模塑到热敏塑料基材上的挑战而受益的应用包括:电子设备的医疗封装、重叠模塑的垫圈、手术手柄、用于定位医疗设备的不透射线的标记物、可穿戴设备、键盘、防护、电和热隔绝。
但是,降低标准LSR注射模塑工艺中的模塑温度会剧烈降低液体有机硅橡胶的固化速率,这是不可接受的,因为它将对其经济可行性产生惩罚性影响。
因此,仍然需要提供一种使用LSR组合物制备模塑有机硅橡胶产品的灵活的新方法,该方法将允许明确可再现的生产条件,使用完全自动化的生产顺序,并且如果需要的话,允许剧烈降低模具型腔中的固化温度(低于160℃、低于140℃、低于120℃、低于110℃或低于100℃),而不会降低LSR的固化速率和所生产的模塑有机硅橡胶材料的物理性能。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种由液体有机硅橡胶(LSR)生产更快固化的有机硅橡胶产品的灵活方法。
本发明的另一个目的是提供一种新的灵活方法,该方法允许在模具型腔中使用低固化温度(低于160℃、低于140℃、低于120℃、低于110℃或低于100℃),而不会剧烈降低LSR的固化速率和所生产的模塑有机硅橡胶材料的物理性能,因而允许液体有机硅橡胶在热敏基材上或之上重叠模塑(overmolding)。
本发明的另一个目的是提供一种装置组件,该装置组件能用于通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品,其允许更快的周期和使用精确的剂量投配(dosing)和混合单元,从而创造一种用于由液体有机硅橡胶(LSR)生产更快固化的有机硅橡胶产品的灵活方法。
附图说明
为了进一步理解本发明的性质、目的和优点,应参考结合以下附图阅读的以下详细描述,在附图中,相同的附图标记表示相同的元件。
图1是能用于通过根据本发明的方法和通过注射模塑来生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件的示意图,其中抑制剂母料E1(31)、催化剂母料C1(30)和交联剂XL(32)与不含催化剂的液体有机硅橡胶基料A1(3)分开,并进料到混合罐(18),优选静态混合器(18),之后将它们引入到注射模塑压机的料筒(25)中。在该图中,没有显示任选存在的添加剂单独进料管线和容器。
图2是本发明的一种实施方案,并且是能用于通过根据本发明的方法和通过注射模塑来生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件的示意图。抑制剂母料E1(31)、催化剂母料C1(30)和交联剂XL(32)与两种不含催化剂的液体有机硅橡胶基料A1和A2分开并进料到混合罐(18),优选静态混合器(18),之后将它们引入到注射模塑压机的料筒(25)中。有机硅橡胶基料A1(3)和A2(4)可具有相似的组成以允许连续加工或具有不同的组成以在最终模塑有机硅产品的更宽范围肖氏A硬度方面提供更宽的灵活性。在该图中,没有显示任选存在的添加剂单独进料管线和容器。
图3显示固化曲线或转矩曲线(标记为2),其为转矩对时间。图3还显示导数曲线(标记为1),其为固化曲线的斜率。
具体实施方式
在进一步描述本公开内容之前,应理解,本发明不限于以下描述的本发明的特定实施方案,因为可以对特定实施方案做出变化并且仍然落入所附权利要求的范围内。还应理解,所使用的术语是为了描述特定实施方案的目的,而不是限制性的。而本发明的范围将由所附权利要求确定。
在本说明书和所附权利要求中,单数形式“a”、“an”和“the”包括了复数情况,除非上下文另有明确规定。除非另有定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
这些目的以及其他目的通过本发明实现,而本发明涉及一种能用于通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品M1的方法,包括以下步骤:
a)将液体有机硅橡胶基础组合物A1进料到基础进料管线中,该有机硅橡胶基础组合物A1不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
b)将包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1进料到单独的催化剂进料管线中,
c)将包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1进料到单独的进料管线中,
d)将至少一种交联剂XL进料到单独的进料管线或任何含有催化剂母料C1或抑制剂母料E1的进料管线中,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
e)任选地,将至少一种添加剂F进料到单独的添加剂进料管线,
f)将所述液体有机硅橡胶基础组合物A1、所述催化剂母料C1、所述交联剂XL、所述抑制剂母料E1和任选的所述添加剂F引导到混合罐(18)中,然后将所得混合物引导到注射机的料筒中,或者直接引导到所述料筒中以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
1)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
2)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
3)任选地,至少一种填料C,
4)至少一种铂基催化剂D,
5)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
6)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
7)任选地,至少一种添加剂F;并且
其中控制和调节所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E在所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中的添加量,以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1),
g)将所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3引导到安装在模塑压机中的模具中并使其固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度范围内加热来进行,从而获得模塑有机硅橡胶产品M1。
为了实现此目的,本申请人的贡献在于完全令人惊讶且出人意料地揭示出,与现有技术美国专利号8,063,137和美国专利号8,198,357中描述的方法相比,在注射模塑机中模塑根据本发明的可交联液体有机硅橡胶组合物A3使得能够剧烈改善通过在110℃下移动模流变仪(MDR)测量的90%的固化已发生的110℃下的最佳固化时间(Tc90),而不严重损失固化速率,该可交联液体有机硅橡胶组合物A3通过如下方式专门制备:经由不同进料管线进料抑制剂母料E1、液体有机硅橡胶基料A1和催化剂母料C1,并将交联剂XL进料到单独的进料管线中或进料到任何含有催化剂母料C1或抑制剂母料E1的进料管线中,以便:
1)控制交联剂XL的添加量,和
2)在所述液体有机硅橡胶组合物A3内并且就在注射模塑步骤之前,保持氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1)。
实际上,现在可以获得远低于30秒的90%的固化已发生的110℃下的最佳固化时间(Tc90)和远低于20秒的10%的固化已发生的110℃下的固化时间(Tc10),这消除了通常在将物体从模具中取出后所需的后固化步骤,这可能包括在加热的烘箱中数小时的停留时间。
在不显著损失固化速率的情况下降低固化(或模塑)温度的优点是众多的,并且包括由于在较低温度下操作模塑件而节省能量。
本发明的另一个优点是它允许灵活地选择较低的固化温度(80℃-120℃)而不会劣化LSR材料的最佳固化速率,因此允许在热敏材料上进行重叠模塑。热敏材料是那些在热接触时会遇到扭曲或变形问题的材料。
本发明的方法允许有效使用80℃至220℃、80℃至160℃、80℃至140℃、80℃至低于120℃、80℃至低于110℃或80℃至低于100℃的模塑温度而不劣化LSR材料的最佳固化速率。
此外,对于标准的模塑产品,在标准高温下具有更快的固化时间,可以节省周期时间。
在一种优选的实施方案中,本发明涉及一种能用于通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品M1的方法,包括以下步骤:
a)将液体有机硅橡胶基础组合物A1进料到基础进料管线(8)中,该液体有机硅橡胶基础组合物A1不含催化剂,并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
b)将包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1进料到单独的催化剂进料管线(12)中,
c)将包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1进料到单独的进料管线(14)中,
d)将至少一种交联剂XL进料到单独的进料管线(16)中,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,并且优选地,当其为支化聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子,
e)任选地,将至少一种添加剂F进料到单独的添加剂进料管线(38)中,
f)将所述液体有机硅橡胶基础组合物A1、所述催化剂母料C1、所述交联剂XL、所述抑制剂母料E1和任选的所述添加剂F引导到混合罐(18)中,然后将所得混合物引导到注射机的料筒中,或者直接引导到所述料筒中以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
1)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
2)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
3)任选地,至少一种填料C,
4)至少一种铂基催化剂D,
5)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
6)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
7)任选地,至少一种添加剂F;并且
其中控制和调节所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E在所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中的添加量,以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1),
g)将所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3引导到安装在模塑压机中的模具中并使其固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度范围内加热来进行,从而获得模塑有机硅橡胶产品M1。
合适的交联剂XL在单独的进料管线中进料,并且是每分子包含至少三个硅键合的氢原子的线性有机聚硅氧烷、每分子包含至少三个硅键合的氢原子的环状有机聚硅氧烷聚合物或每分子包含至少三个硅键合的氢原子的支化有机聚硅氧烷聚合物。
在另一种优选的实施方案中,该交联剂是至少一种每分子包含至少三个硅键合的氢原子的线性有机聚硅氧烷和至少一种每分子包含至少三个硅键合的氢原子的支化有机聚硅氧烷聚合物的混合物。
“支化有机聚硅氧烷聚合物”是指在其结构中具有式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元或式RSiO3/2的T甲硅烷氧基单元的有机聚硅氧烷聚合物,其中R是氢原子或一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。
在一种优选的实施方案中,交联剂XL是每分子包含至少三个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷并且是支化聚合物,这意指包含至少两个硅键合的氢原子并且在其结构中具有式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元或式RSiO3/2的T甲硅烷氧基单元的有机聚硅氧烷,其中R是氢原子或一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。也可以存在其他标准甲硅烷氧基单元,例如式R3SiO1/2的M甲硅烷氧基单元或式R2SiO2/2的D甲硅烷氧基单元,其中符号R是相同或不同的并且选自氢原子或一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。
这样的组分充当有机聚硅氧烷A的交联剂,通过交联剂XL的硅键合的氢原子与有机聚硅氧烷A成分的烯基在以下提及的催化剂存在下进行加成反应以形成网络结构,从而固化组合物。
当其为线性时每分子包含至少三个硅键合的氢原子的合适交联剂XL的实例包括但不限于:三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷;三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷;二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷;二甲基氢甲硅烷氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物;二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物和二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷。
粘度典型地为在25℃下0.001-100Pa.s,优选25℃下0.001-1Pa.s,以获得与其他成分的良好混溶性。
在一种优选的实施方案中,当每分子包含至少三个硅键合的氢原子的交联剂XL是线性的时,它选自每分子包含小于15mmol/g SiH的那些。
当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子的合适交联剂XL的实例包括式(I)的支化聚合物:
(R2HSiO1/2)x(R3SiO1/2)y(RHSiO2/2)z(R2SiO2/2)p(RSiO3/2)q(HSiO3/2)v(SiO4/2)r (I)
-其中H是氢并且R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基,并且
-其中x≥2,y≥0,z≥0,p≥0,v≥0,并且q或r中的至少之一≥1;另外可选地,x≥2,y≥0,z≥0,p≥0,q≥0;v≥0,r≥1;另外可选地,x≥2,y≥0,r≥1(条件是当r=1时,x+y=4)和z、p、q、v=0。另外可选地,x>2,y>0,r>1且z、p、q、v=0。
当其是支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子的特定交联剂XL包括但不限于:有机硅树脂MHQ,其包含:(H)(CH3)2SiO1/2甲硅烷氧基单元(MH)和SiO4/2甲硅烷氧基单元(Q单元);有机硅树脂MMHQ,其包含:(CH3)3SiO1/2甲硅烷氧基单元(M)、(CH3)2HSiO1/2甲硅烷氧基单元(MH)和SiO4/2(Q);有机硅树脂MHDHQ,其包含:(CH3)2HSiO1/2甲硅烷氧基单元(MH)、(CH3)HSiO2/2(DH)和SiO4/2甲硅烷氧基单元(Q);以及有机硅树脂MMHDHQ,其包含:(CH3)3SiO1/2单元(M单元)、(CH3)2HSiO1/2(MH)、(CH3)HSiO2/2(DH)和SiO4/2单元(Q)。
在一种优选的实施方案中,交联剂XL是包含至少两个、优选至少三个式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元的MHQ有机硅树脂,其中H是氢原子并且其中R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。
在一种优选的实施方案中,交联剂XL是具有下式的MHQ有机硅树脂:
MH w Qz
其中Q具有式SiO4/2,并且其中MH具有式R2HSiO1/2,其中H是氢原子并且R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基,下标w和z分别具有比率为0.5至4.0,优选0.6至3.5,更优选0.75至3.0,最优选1.0至3.0。
在另一种优选的实施方案中,交联剂XL是具有下式的MHQ有机硅树脂:
(MH w Qz)j
其中Q具有式SiO4/2,并且其中MH具有式R2HSiO1/2,其中H是氢原子并且R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基,下标w和z分别具有比率为0.5至4.0,优选0.6至3.5,更优选0.75至3.0,最优选1.0至3.0;并且下标j的范围为约2.0至约100,优选约2.0至约30,更优选约2.0至约10,最优选约3.0至约5.0。
在另一种优选的实施方案中,交联剂XL是有机硅树脂,其具有0.10%重量至2.00%重量的H(表示为SiH)并且包含式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元,其中H是氢原子并且R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。
合适的商业MHQ有机硅树脂的实例是:由Siltech出售的HQ20(M/Q比为2:1,表示为SiH的H的%重量=0.65%)和HQ203(M/Q比为1.2:1,表示为SiH的H的%重量=0.12%),由Gelest出售的有机硅树脂-105&HQM-107。
最优选的MHQ有机硅树脂是包含式R2HSiO1/2和SiO4/2的甲硅烷氧基单元的MHQ有机硅树脂,在式中H是氢原子并且R是甲基,具有1.10至1.30%重量的表示为SiH的H。
在另一种优选的实施方案中,根据本发明的交联剂选自以下组以及它们的相应混合物:
·XL1=聚苯基-(二甲基氢甲硅烷氧基)硅氧烷氢化物封端的,来自Gelest,标号HDP-111,粘度50-80mPa.s,总SiH mmol/g=5.2;式(MH)2+n(TPh)n的有机硅树脂,其中M=R2HSiO1/2甲硅烷氧基单元并且TPh=PhSiO3/2,式中H是氢原子,R是甲基,Ph是苯基;
·XL2:二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物,在两个分子末端用二甲基氢硅氧烷基团部分封端(粘度为18-26mPa.s;总SiH mmol/g=7.2(线性交联剂)。
·XL3:具有R2HSiO1/2和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元的MHQ有机硅树脂,在式中H是氢原子并且其中R是甲基,总SiH mmol/g=7.3(来自Milliken,标号SiVance MQH-8MQ氢化物树脂)。
·XL4:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2并且Q是分子式为SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且R是甲基,总SiH mmol/g=8.8。
·XL5:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2,Q是分子式为SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且R是甲基,总SiH mmol/g=9.7(标号SiVance MQH-9MQ氢化物树脂,来自Milliken)。
·XL6:式(MH)3(TPh)的支化有机硅树脂,其中M=R2HSiO1/2甲硅烷氧基单元并且TPh=PhSiO3/2,在式中H是氢原子,R是甲基并且Ph是苯基,来自Gelest,标号为SIP6826.0,苯基三(二甲基氢甲硅烷氧基)硅烷,总SiH mmol/g=5.2。
·XL7:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2并且Q是式SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且其中R是甲基,总SiH mmol/g=6.7,来自Gelest,标号为SIT7278.0,总SiH mmol/g=6.7。
在另一种优选的实施方案中,根据本发明的交联剂XL是一种混合物,该混合物包含:
a)至少一种支化有机硅树脂,其包含至少两个、优选至少三个式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式(Ph)SiO3/2的TPh甲硅烷氧基单元,在式中Ph是苯基,H是氢原子并且其中R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基,以及
b)至少一种每分子包含至少3个硅键合的氢原子的线性有机聚硅氧烷B和/或包含至少两个、优选至少三个式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元的支化MHQ有机硅树脂,在式中H是氢原子并且其中R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基。
在另一种优选的实施方案中,在步骤d)中,添加的交联剂XL的量被控制并保持在0.1-5.0%,优选0.1-3.5%重量百分比的范围内,基于可交联液体有机硅橡胶组合物A3的重量。交联剂XL以足以固化组合物的所述量使用,优选以在含烯基的有机聚硅氧烷A中为每个烯基提供约1.0至约10个硅键合的氢原子的量使用。
在另一种优选的实施方案中,在步骤g)中,固化温度为80-140℃,优选90-130℃。
在另一种优选的实施方案中,在步骤g)中,固化温度为80-140℃,优选90-130℃;并且所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3在基材P周围或上方固化以形成包含所述模塑有机硅橡胶产品M1的复合部件。
基材P可以是刚性的或柔性的。在一种优选的实施方案中,基材P选自塑料基材、热塑性塑料基材、金属基材和纺织品基材。
塑料基材和热塑性塑料基材(还有有机树脂)的实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚亚苯基/苯乙烯共混物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、苯乙烯树脂、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸系化合物、聚丙烯酰胺、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、尼龙、聚酰胺、聚酰亚胺、含氟聚合物以及液晶树脂和非树脂(包含聚醚酰亚胺)。
在一种优选的实施方案中,基材P是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚碳酸酯(PC)。
金属基材的实例包括选自以下的金属基材:铜、铝衣合金铝、阳极氧化铝、钛、镀锌钢、冷轧钢、铸铝和铸镁。
这样的复合部件包括其中任何塑料基材或热塑性塑料基材和有机硅弹性体被用作组成部分的那些构造。这种复合部件的实例可见于各种行业中,包括但不限于汽车应用、医疗应用、消费和工业应用以及电子应用。
每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基的有机聚硅氧烷A
有机聚硅氧烷A是液体聚二有机硅氧烷,其每分子包含至少两个与硅原子键合的硅键合的烯基。合适的烯基包含2-10个碳原子,优选的例子是:乙烯基、异丙烯基、烯丙基和5-己烯基。有机聚硅氧烷A包含除烯基之外的硅键合的有机基团。这种硅键合的有机基团典型地选自典型地包含1-10个碳原子的一价饱和烃基基团,和典型地包含6-12个碳原子的一价芳烃基基团,它们未被取代或被不干扰固化的基团如卤素原子取代。优选的硅键合的有机基团例如是烷基如甲基、乙基和丙基;卤代烷基如3,3,3-三氟丙基;和芳基如苯基。
根据本发明的合适的有机聚硅氧烷A的实例是下式(1)的聚合物:
在式中:R和R”彼此独立地选择并且是典型地包含1-10个碳原子的一价饱和烃基基团,或典型地包含6-12个碳原子的一价芳烃基基团,它们未被取代或被不干扰固化反应的基团如卤素原子取代。优选种类的硅键合的有机基团例如是烷基如甲基、乙基和丙基;卤代烷基如3,3,3-三氟丙基;和芳基如苯基。
R’是各自包含2-14个碳原子的烯基,优选地,所述烯基选自乙烯基、烯丙基、己烯基、癸烯基和十四碳烯基,最优选地,所述烯基是乙烯基,最优选地,R’是乙烯基并且n表示聚合度,并且它应该足以使其在25℃下达到至少100mPa.s的粘度。聚合度的上限没有特别限制,典型地仅受限于本发明的LSR组合物的加工性。
本说明书中考虑的所有粘度对应于动态粘度量度,其以本身已知的方式在25℃下使用旋转流变仪Anton-Paar M302测量。关于流体产品,本说明书中考虑的粘度是在25℃下的动态粘度,被称为“牛顿”粘度,即在使得所测量的粘度与速度梯度无关的足够低剪切速度梯度下以本身已知的方式测量的动态粘度。
作为可用的有机聚硅氧烷A的其他实例,可以提及:合适的有机聚硅氧烷A的其他实例包括三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的甲基乙烯基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基乙烯基苯基硅氧烷;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基乙烯基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-二苯基硅氧烷共聚物;和包含至少一种上述有机聚硅氧烷的混合物。
在一种优选的实施方案中,有机聚硅氧烷A选自以下:二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚甲基-3,3,3-三氟丙基硅氧烷、二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-3,3,3-三氟丙基甲基硅氧烷共聚物和二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷/甲基苯基硅氧烷共聚物。
每分子包含至少2个硅键合的氢原子的有机聚硅氧烷B
有机聚硅氧烷B是可存在的任选组分并且包含至少2个硅键合的氢原子,优选至少3个硅键合的氢原子。这种组分当其含有3个硅键合的氢原子时可以作为有机聚硅氧烷A的交联剂。有机聚硅氧烷B的分子结构没有特别限制,并且其可以是直链、含支链的聚合物,或者是环状的。尽管该成分的分子量没有特别限制,但粘度典型地为25℃下0.001-100Pa.s,优选25℃下0.001-1Pa.s,以获得与其他成分的良好混溶性。
合适的有机聚硅氧烷B的实例包括但不限于:三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷;三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷;二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基氢聚硅氧烷;二甲基氢甲硅烷氧烷基封端的二甲基硅氧烷-甲基氢硅氧烷共聚物;二甲基氢甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物;二甲基氢甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷;有机硅树脂MHQ,其包含:(H)(CH3)2SiO1/2单元(MH单元)和SiO4/2单元(Q单元);以及有机硅树脂MMHQ,其包含:(CH3)3SiO1/2单元(M单元)、(CH3)2HSiO1/2单元(MH单元)和SiO4/2单元。
在一种优选的实施方案中,可交联液体有机硅橡胶组合物A3的组分的量被选择以使得比率RHalk=nH/tAlk的值为1.1至3.5,其中nH=所述液体有机硅橡胶组合物A3的与硅原子直接键合的氢原子的摩尔数,tAlk=所述液体有机硅橡胶组合物A3的与硅原子直接键合的烯基的摩尔数。
填料C
为了实现高水平的物理性能,增强填料例如细碎二氧化硅和其他增强填料通常用一种或多种已知的填料处理剂进行处理以防止在可固化组合物的加工过程中被称为“起皱”或“起皱硬化”的现象。
典型地,使用例如脂肪酸或脂肪酸酯如硬脂酸酯或使用有机硅烷、聚二有机硅氧烷或有机硅氮烷六烷基二硅氮烷或短链硅氧烷二醇对填料进行表面处理,以使填料疏水化并且因而更容易处理并获得与其他成分的均匀混合物。
胶态二氧化硅是特别优选的,因为它们具有相对高的表面积,典型地为至少50m2/g。胶态二氧化硅可以作为热解法二氧化硅或作为沉淀二氧化硅提供,其可已进行了表面处理。在一种表面处理方法中,热解法二氧化硅或沉淀二氧化硅在热和压力下暴露于环状有机聚硅氧烷。另外的处理填料的方法是在胺化合物的存在下将二氧化硅暴露于硅氧烷或硅烷中。
表面处理二氧化硅填料的另一种方法使用甲基硅烷或硅氮烷表面处理剂。甲基硅烷或硅氮烷表面处理的热解法二氧化硅或沉淀二氧化硅填料表现出产生可泵送有机硅化合物的性质,但不会过度增加未固化的液体前体有机硅组合物的低粘度。在固化之后,硅氮烷处理的二氧化硅赋予固化的弹性体以改善的撕裂强度。美国专利号3,365,743和3,847,848公开了这类方法。
更优选的二氧化硅填料是原位形成的热解法二氧化硅,其表面积在约50m2/g至约600m2/g之间,最优选在约100m2/g至约400m2/g之间,根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)法测量。当热解法二氧化硅表面上的硅烷醇被含硅原子的烷基、芳基或烯基侧基封端,同时在混合器中与聚合物混合时,就会出现原位处理的热解法二氧化硅。这种方法可使用六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷或本领域中已知的合适的硅烷醇封端剂如三甲基硅烷醇和二甲基乙烯基硅烷醇来处理填料。
在本发明的可固化LSR组合物中使用的细碎二氧化硅或其他增强填料的量至少部分地由固化弹性体中所需的物理性能决定。本发明的可固化LSR组合物典型地包含对于每100份有机聚硅氧烷A来说5-100重量份、典型地为10-60重量份的增强填料。
合适填料的另一实例是疏水性二氧化硅气凝胶,它是一种具有高比表面积、高孔隙率、低密度、低介电常数和优异隔热性能的纳米结构化的材料。二氧化硅气凝胶通过超临界干燥工艺或通过环境压力干燥技术合成,以获得多孔结构。它现在已广泛商业化。
疏水性二氧化硅气凝胶的特征在于表面积为500-1500m2/g,或者500-1200m2/g,在每种情况下通过BET法测定。疏水性二氧化硅气凝胶的特征还在于其孔隙率高于80%,或者高于90%。疏水性二氧化硅气凝胶可具有通过激光散射测量的5-1000μm,或者5-100μm、或者5-25μm的平均粒子尺寸。疏水性二氧化硅气凝胶的实例是三甲基甲硅烷基化气凝胶。疏水性二氧化硅气凝胶可以以1-30%重量的量存在于可固化液体有机硅橡胶组合物中,相对于可固化液体有机硅橡胶的总重量计。
铂基催化剂D
合适的催化剂的实例包括氢化硅烷化催化剂,例如美国专利号3,715,334中所示的Karstedt催化剂或本领域技术人员已知的其他铂,并且还包括微囊化氢化硅烷化催化剂,例如本领域中已知的那些,例如见于美国专利号5,009,957。该催化剂可任选地与惰性或活性载体组合。可使用的优选催化剂的实例包括铂类型的催化剂如氯铂酸、氯铂酸的醇溶液、铂和烯烃的络合物、铂和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的络合物(被称作Karstedt催化剂)和在其上负载有铂的粉末等。铂催化剂在文献中有充分的描述。特别地,可特别提及在美国专利号3,159,601、3,159,602和3,220,972以及欧洲专利EP-A-057,459、EP-188,978和EP-A-190,530中描述的铂和有机产物的络合物,以及在美国专利号3,419,593、3,715,334、3,377,432、3,814,730和3,775,452中描述的铂和乙烯基化有机聚硅氧烷的络合物。
氢化硅烷化硫化反应抑制剂E
用于氢化硅烷化反应的抑制剂被设计为减缓固化反应并且也被称为固化速率控制剂。该固化速率控制剂在本领域中是众所周知的,并且这类材料的例子可以在美国专利中找到。美国专利3,923,705涉及使用含有乙烯基的环状硅氧烷。美国专利3,445,420描述了炔属醇的使用。美国专利3,188,299显示了杂环胺的有效性。美国专利4,256,870描述了用于控制固化的马来酸烷基酯。如美国专利3,989,667中所述,也可以使用烯烃硅氧烷。还使用了含有乙烯基的聚二有机硅氧烷,该技术可见于美国专利3,498,945、4,256,870和4,347,346。用于这种组合物的优选抑制剂是1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基-环四硅氧烷;3-甲基-1-丁炔-3-醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-丁炔-1-醇、3-丁炔-2-醇、炔丙醇、2-苯基-2-丙炔-1-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基环戊醇、1-苯基-2-丙炔醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、1-乙炔基-1-环己醇(ECH)及其混合物,最优选的是1-乙炔基-1-环己醇(ECH)。
其他合适的抑制剂类别包括肼、三唑、膦、硫醇、有机氮化合物、炔属醇、甲硅烷基化炔属醇、马来酸酯、富马酸酯、烯属或芳族不饱和酰胺、烯属不饱和异氰酸酯、烯烃硅氧烷、不饱和烃单酯和二酯、共轭烯-炔、氢过氧化物、腈和二氮丙啶。
在本发明的一种优选实施方案中,氢化硅烷化硫化反应抑制剂E选自1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-丁炔-1-醇、3-丁炔-2-醇、炔丙醇、2-苯基-2-丙炔-1-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基环戊醇、1-苯基-2-丙炔醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、及其混合物。
为了获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3更长的工作时间或“适用期”,例如在混合罐18中,通过进料管线软管(12)精确调节氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的量以达到所需的“适用期”。如果存在于有机硅橡胶基础组合物A1和A2中,则添加的催化剂抑制剂的浓度保持非常低,并且其浓度将根据所使用的特定抑制剂和有机氢聚硅氧烷的性质而广泛变化。
添加剂F
可用于本发明的典型添加剂包括添加剂色料母料、UV光稳定剂、润湿剂、压缩变定添加剂、增塑剂、自粘结添加剂、抗微生物添加剂、热稳定剂、阻燃剂、粘合促进剂、导电填料、导热填料、非导电填料、润滑剂、抗静电添加剂、低压缩变定添加剂、硬度调节添加剂、低摩擦系数添加剂(如桐油)、耐油添加剂、抗起绉硬化添加剂、脱模添加剂、增塑剂、增稠或稠度增加添加剂、扩链剂、发泡剂及其组合。
如果添加剂不是液体形式,它可以与有机硅稀释剂如聚二甲基硅氧烷和/或有机聚硅氧烷A组合,以便它可直接添加到有机硅橡胶基础组合物A1和A2中或添加到可交联液体有机硅橡胶组合物A3,例如在混合罐18中,通过进料管线软管(38)来进行。
适用于有机硅弹性体但不抑制氢化硅烷化催化的加成反应的任何颜料和染料均可用于本发明。在本发明的一种优选实施方案中,颜料和染料以颜料母料的形式使用,该颜料母料由分散在聚二有机硅氧烷中的颜料组成。添加剂的实例包括颜料如炭黑、氧化铁、二氧化钛、氧化铬、氧化铋钒及其混合物或衍生物。“颜料”是指有色、黑色、白色或荧光的颗粒状有机或无机固体,它们通常不溶于它们所掺入的载体或基材并在物理和化学上基本不受其影响。它通过选择性吸收和/或通过光散射来改变外观。颜料通常在整个着色过程中保持晶体或颗粒状结构。它还包括着色剂如瓮染料、反应性染料、酸性染料、铬染料、分散染料、阳离子染料及其混合物。“染料”仅指有色或荧光有机物质,其通过选择性吸收光而赋予基材颜色。颜料和染料在本领域中是众所周知的并且不需要在本文中详细描述。
导电填料的实例包括但不限于碳,例如石墨、炭黑、气相生长碳纤维和碳纳米管;以及导电金属。在固化的有机硅中产生导电性的颗粒和微颗粒导电材料的例子有金、银、镍、铜等的粉末和微粉末,以及含有至少一种上述金属的合金;以及通过将金属如金、银、镍、铜及其合金真空沉积或电镀到陶瓷、玻璃、石英或有机树脂微粉末等上而制成的粉末和微粉末。符合上述描述的填料的例子是银、银涂覆的铝、银涂覆的铜、银涂覆的实心和空心玻璃、银涂覆的陶瓷、镀银镍、镍、镍涂覆的石墨、碳等。
热稳定剂的实例包括氧化铁和炭黑、羧酸铁盐、铈水合物、二氧化钛、锆酸钡、铈和锆的辛酸盐以及卟啉。
阻燃剂可包括例如炭黑、水合氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙镁石/水菱镁矿共混物、硼酸锌和硅酸盐如硅灰石、铂和铂化合物以及其混合物或衍生物。三水合铝(ATH)是一种常见的阻燃剂。它在被加热到180-200℃以上时分解,此时它会吸收热量并释放水来熄灭火焰。氢氧化镁(MDH)具有比ATH更高的热稳定性。吸热(吸收热量)分解在300℃开始,然后释放出可作为阻燃剂的水。碳酸钙镁石/水菱镁矿共混物(Mg3Ca(CO3)4/Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O)。碳酸钙镁石和水菱镁矿在自然界中几乎总是以混合物的形式出现。水菱镁矿在220℃(露天)和250℃(在挤出机中的压力下)之间开始分解,该温度足够高以使得其可以用作阻燃剂。水菱镁矿释放水并吸收热量,就像ATH和MDH一样。相比而言,碳酸钙镁石在400℃以上分解,吸收热量但释放二氧化碳。
非导电填料的实例包括石英粉、硅藻土、滑石、粘土、氧化铝、云母、碳酸钙、碳酸镁、空心玻璃、特别是空心玻璃珠如空心硼硅酸盐玻璃微球(也被称为玻璃泡或玻璃微泡)、玻璃纤维、空心树脂和镀粉、以及其混合物或衍生物。
扩链剂的实例包括二硅氧烷或低分子量聚有机硅氧烷(在末端位置含有两个硅键合的氢原子),例如四甲基二氢二硅氧烷或二甲基氢封端的聚二甲基硅氧烷。
粘合促进剂的实例包括锆螯合物和硅烷,例如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、4-环氧丙氧基丁基三甲氧基硅烷、5,6-环氧己基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基-三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-二甲基甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基异丁基-三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基-二甲基甲氧基硅烷和3-丙烯酰氧基丙基-三乙氧基硅烷,以及其混合物。
合适的发泡剂的例子包括本领域技术人员熟知的通过化学分解或蒸发产生气体的任何液体或固体。优选地,所述发泡剂是化学发泡剂,最优选地,所述发泡剂选自重碳酸铵、碳酸氢铵、碱金属碳酸氢盐及其混合物。
本发明还涉及能用于如上所述通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件,包括:
1)剂量投配(dosing)系统(2),其传送液体并且包括平台(1)或底板(pallet)(1’),
2)第一供应容器(3)以及任选的第二供应容器(4),二者均放置在所述常设平台(1)上或所述底板(1’)上,并分别容纳液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2,该液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
3)从动板(5),其被设置在所述液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2的表面上并且其尺寸和形状被选择以紧密密封所述供应容器(3)和(4),并且所述从动板(5)由垂直可调(6)的固持装置(holding devices)保持,
4)泵(7),其连接到所述从动板(5)并且由驱动单元(19)驱动,驱动单元(19)由控制单元(20)并且任选地由调节单元(21)操作以传递液体有机硅橡胶基础组合物A1和任选的有机硅橡胶基础组合物A2,
5)用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A1的第一基础进料管线软管(8),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(9),
6)任选地,用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A2的第二基础进料管线软管(10),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(11),
7)供应容器(30),其容纳包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1,其被连接至进料管线(12),该进料管线(12)包括流量控制元件(13)和任选的传感器(22),二者均由所述控制单元(20)操作,
8)供应容器(31),其容纳包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1,其连接至进料管线(14),该进料管线(14)包括流量控制元件(15)和任选的传感器(23),二者均由所述控制单元(20)操作,
9)供应容器(30)和(31)中的一个还容纳至少一种交联剂XL,并且其连接至进料管线软管(16),该进料管线软管(16)包括流量控制元件(17)和任选的传感器(24),二者均由所述控制单元(20)操作,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
10)任选地,容纳至少一种添加剂F的供应容器(37),其连接至进料管线软管(38),所述进料管线软管(38)包括流量控制元件(39)和任选的传感器(40),二者均由所述控制单元(20)操作,
11)任选地,混合罐(18),其优选为静态混合器(18’),在其中所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F被传递并混合以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
a)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
b)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
c)任选地,至少一种填料C,
d)至少一种铂基催化剂D,
e)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
f)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
g)任选地,至少一种添加剂F;
12)控制单元(20),其任选地连接到显示单元(29),其控制所述传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)以及流量控制元件(9),(13)、(15)、(17)和(39)以调节所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的添加量,并且优选地,所述添加量被调节以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1);
13)料筒(25),其是注射模塑压机(26)的一部分并且向其中引入:
-来自所述混合罐(18)的所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,或者,
-所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F,以获得所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,以及
14)模具(27),其被安装在模塑压机(26)中,并且在其中传递所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3以进行固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度下加热来进行,以获得模塑有机硅橡胶产品。
在一种优选的实施方案中,本发明还涉及能用于如上所述通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件,包括:
1)剂量投配系统(2),其传送液体并且包括平台(1)或底板(1’),
2)第一供应容器(3)以及任选的第二供应容器(4),二者均放置在所述常设平台(1)上或所述底板(1’)上,并分别容纳液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2,该液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
3)从动板(5),其被设置在所述液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2的表面上并且其尺寸和形状被选择以紧密密封所述供应容器(3)和(4),并且所述从动板(5)由垂直可调(6)的固持装置(holding devices)保持,
4)泵(7),其连接到所述从动板(5)并且由驱动单元(19)驱动,驱动单元(19)由控制单元(20)并且任选地由调节单元(21)操作以传递液体有机硅橡胶基础组合物A1和任选的有机硅橡胶基础组合物A2,
5)用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A1的第一基础进料管线软管(8),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(9),
6)任选地,用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A2的第二基础进料管线软管(10),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(11),
7)供应容器(30),其容纳包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1,其被连接至进料管线(12),该进料管线(12)包括流量控制元件(13)和任选的传感器(22),二者均由所述控制单元(20)操作,
8)供应容器(31),其容纳包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1,其连接至进料管线(14),该进料管线(14)包括流量控制元件(15)和任选的传感器(23),二者均由所述控制单元(20)操作,
9)容纳至少一种交联剂XL的供应容器(32),其连接至进料管线软管(16),该进料管线软管(16)包括流量控制元件(17)和任选的传感器(24),二者均由所述控制单元(20)操作,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
10)任选地,容纳至少一种添加剂F的供应容器(37),其连接至进料管线软管(38),所述进料管线软管(38)包括流量控制元件(39)和任选的传感器(40),二者均由所述控制单元(20)操作,
11)任选地,混合罐(18),其优选为静态混合器(18’),在其中所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F被传递并混合以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
a)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
b)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
c)任选地,至少一种填料C,
d)至少一种铂基催化剂D,
e)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
f)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
g)任选地,至少一种添加剂F;以及
12)控制单元(20),其任选地连接到显示单元(29),其控制所述传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)以及流量控制元件(9),(13)、(15)、(17)和(39)以调节所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的添加量,并且优选地,所述添加量被调节以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1);
13)料筒(25),其是注射模塑压机(26)的一部分并且向其中引入:
-来自所述混合罐(18)的所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,或者,
-所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F,以获得所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,以及
14)模具(27),其被安装在模塑压机(26)中,并且在其中传递所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3以进行固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度下加热来进行,以获得模塑有机硅橡胶产品。
根据本发明的装置组件中的所有化学组分如上所述。
根据本发明的装置组件允许有效地执行根据本发明的方法。
实际上,根据本发明,该装置组件使用单个容器,该容器容纳不含催化剂的LSR基础组合物,因为所需量的催化剂、交联剂和抑制剂仅在现场并且在模塑之前经由单独的进料管线添加,该进料管线包括流量控制元件和任选的传感器,二者均由控制单元(20)操作。这避免了与容器长期储存期间的预固化相关的问题。
与使用根据本发明的装置组件相关的另一个优点是:现在可以就在模具注射之前将抑制剂母料E1、交联剂XL、不包含催化剂的液体有机硅橡胶基料、催化剂母料C1和添加剂F经由不同进料管线软管单独进料到混合器中,该不同进料管线软管全部由单个控制单元(20)操作,从而可以完美控制整个过程。
此外,通过任选地连接到显示单元(29)的所述控制单元(20),现在可以容易地调节添加到有机硅橡胶基础组合物中的交联剂XL、铂基催化剂D和液体注射模塑抑制剂E的添加量,从而允许控制可交联液体有机硅橡胶组合物的固化速率。通过将注射模塑抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比控制在注射模塑的工作范围内,根据本发明的装置组件提供了更大的灵活性。这种比率的优选工作范围是0.1至900(0.1:1至900:1)、10至900(10:1至900:1)和20至250(20:1至250:1)。
在一种优选的实施方案中,控制单元(20)与显示单元(29)相连,以便操作者可以看到所有需要的信息,该操作者可以修改模塑过程的条件,特别是控制传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)以及流量控制元件(9)、(13)、(15)、(17)和(39)。该控制单元可额外地或替代地适于监测和识别对于添加交联剂XL和对于注射模塑抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比来说在预定工作范围之外的偏差。该控制单元可被设计为响应检测到的这种偏差而触发警报/信号,以警告操作者潜在的质量控制问题。该控制单元还可监测被传送通过不同进料管线的材料的流速,以保持预定的最小流量,以确保最佳操作精度。
在另一种优选的实施方案中,将容纳液体有机硅橡胶基料A2的第二供应容器(4)添加到装置组件中,从而允许使用为标准两部分LSR工艺配置的标准LSR混合设备,因此无需设置复杂的剂量投配系统。供应容器(4)的使用允许连续和自动化的生产序列,从而可以灵活地移开空容器并用新的填充的容器替换它,而无需停止模塑序列。
此外,在另一种优选的实施方案中,使用底板(1’),因此无需费力地将容器转移到装置组件,因为它可以使用堆垛车或类似设备轻松移动。例如,在其上提供容器的底板(1’)可被直接推入装置组件中。多个容器可以在单个运送操作中运送到装置组件。在另一优选实施方案中,底板(1’)是洁净室相容的并且优选由塑料、钢、镀锌钢或不锈钢组成。这些材料易于清洁,因此与洁净室相容。
在另一优选实施方案中,所述从动板(5)包括至少一个连接到压力传感器的放气阀(28),其可由所述控制单元(20)操作,因为在已将从动板放置在液体表面上之后,该容器可能含有空气,在开始从容器中排出材料之前必须将所述空气去除,因为液体中所含的空气不得进入生产过程,会导致不准确的测量。
在另一优选实施方案中,所述垂直可调(6)的固持装置是活塞,其驱动从动板(5)向下移动液体有机硅橡胶基础组合物A1和任选的液体有机硅橡胶基础组合物A2。
在另一优选实施方案中,传感器可布置在所述垂直可调的固持装置(6)内。传感器测量容器中的液位并连接到调节单元,该调节单元又连接到用于排空容器的泵。测量容器内的液位以通过调节单元控制排空的传感器的布置避免了否则可能留在容器中的残留液体,从而确保容器被完全排空。
在另一优选实施方案中,所述泵(7)为斗式活塞泵、齿轮泵、偏心螺杆泵、挤压泵、螺杆主轴泵或勺形活塞泵,优选地,所述泵(7)为螺杆主轴泵。螺杆主轴泵的一个显著优势是其恒定的传送压力和其恒定的传送量,可在任何时间点保持精确的混合比。
在另一优选实施方案中,所述泵(7)为螺杆主轴泵并连接到从动板(5),从动板(5)垂直可调并置于相应液体的表面上并密封相应的容器。螺杆主轴泵的一个优点是其恒定的传送压力和其恒定的传送量。
在该实施方案的另一方面中,所述泵(7)是挤压泵,其由气动、液压或电动驱动并由电气控制单元(20)操作。
在另一优选实施方案中,所述流量控制元件(9)、(11)、(13)、(15)、(17)和(39)是流量控制阀。
在另一优选实施方案中,所述供应容器(3)和(4)是容积最高达500升的筒,优选地容积最高达250升。
在另一优选实施方案中,所述供应容器(30)、(31)和(32)以及任选的容器(37)连接到输气管(36),该输气管(36)将它们的内容物驱动到混合罐(18)或当混合罐(18)不存在时驱动到料筒(25)。
在另一实施方案中,传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)是流量传感器,其可以是体积计、流量计或差压流量传感器。各种流量传感器在本领域中是已知的。流量传感器分为体积计(即体积流量计)和流量计。体积计(即体积流量计)包括直接流量计(即位移计),例如椭圆轮流量计,摆动活塞流量计或旋转活塞流量计,以及间接流量计,例如涡轮流量计,叶轮流量计,液体比重测定叶片,蜗轮流量计,涡街流量计或螺旋流量计。流量计包括体积流量计,例如差压测量过程,转子流量计,磁感应流量计或超声波流量计,以及质量流量计,例如Coriolis质量流量计或热质量流量计。差压流量传感器测量流量控制阀前后的压力,并从压差推导流速。
在另一实施方案中,所述模具(27)包括至少两个相应的部分,它们可以在打开位置和闭合位置之间移动并且当其处于闭合位置时形成至少一个模具型腔。
在另一实施方案中,液体有机硅橡胶注射模塑装置组件还包括连接到所述模具(27)的冷流道系统(34)。它使可交联液体有机硅橡胶组合物A3保持冷却,直到其被注入模具(27)的热型腔中,因此减少了潜在的浪费。
参考图1,根据本发明的剂量投配系统(2)传送LSR材料并包括用于筒(3)的平台(1),该筒(3)容纳液体有机硅橡胶基础组合物A1,该组合物A1不含催化剂,并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种液体注射模塑抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F。
可提供用于移动剂量投配系统(2)、常设平台(1)或底板(1’)的滚入装置(33)(未绘制)以允许在不费力的情况下进行移位。从动板(5)被设置在所述液体有机硅橡胶基础组合物A1的表面上,其尺寸和形状被选择为紧密密封所述供应容器(3)。所述从动板(5)由能够上下移动从动板(5)的垂直可调的固持装置(6)保持。固持装置(6)优选地是活塞,其驱动从动板(5)向下移动液体有机硅橡胶基础组合物A1。从动板(5)可具有不同的直径并适合于待排空的供应容器(3)。当从动板(5)放置在供应容器(3)上时,优选地,空气必须能够逸出,这由能够由所述控制单元(20)操作的放气阀(28)确保。
在大多数情况下,供应容器(3)是筒。静态密封可起到密封容器的作用。对于20和200升的筒可使用充气式密封。这使得能够处理具有轻微缺陷的筒。从动板(5)可以是轻型结构(例如重量低于15kg,使得职业健康和安全规定允许操作人员进行更换)。供应容器(3)的材料由进料泵(7)泵送,进料泵(7)例如是斗式活塞泵、齿轮泵、偏心螺杆泵、挤压泵、螺杆主轴泵、勺形活塞泵或任何其他泵。所述泵(7)可由驱动单元(19)(未示出)驱动,该驱动单元(19)由控制单元(20)并且任选地由调节单元(21)操作。它允许经由包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(9)的进料管线软管(8)将液体有机硅橡胶基础组合物A1转移到混合罐(18)中(此图选择的选项),混合罐(18)优选为静态混合器(18’),或直接转移到料筒(25)中,该料筒(25)是注射模塑压机(26)的一部分(此选项未画出)。
容纳包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1的供应容器(30)连接到进料管线(12),该进料管线(12)包括流量控制元件(13)和任选的传感器(22),二者均由所述控制单元(20)操作。它允许将其内容物转移到混合罐(18)(此图选择的选项)或直接转移到料筒(25)(此选项未画出)。
容纳包含至少一种液体注射模塑抑制剂E的抑制剂母料E1的供应容器(31)连接到进料管线软管(14),该进料管线软管(14)包括流量控制元件(15)和任选的传感器(23),二者均由所述控制单元(20)操作。它允许将其内容物转移到混合罐(18)(此图选择的选项)或直接转移到料筒(25)(此选项未画出)。混合罐(18)优选为静态混合装置。
容纳至少一种交联剂XL的供应容器(32)连接到进料管线(16),该进料管线(16)包括流量控制元件(17)和任选的传感器(24),二者均由所述控制单元(20)操作。它允许将其内容物转移到混合罐(18)(此图选择的选项)或直接转移到料筒(25)(此选项未画出)。
在混合罐(18)中,当存在时,在料筒(25)中,获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
a)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
b)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
c)任选地,至少一种填料C,
d)至少一种铂基催化剂D,
e)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
f)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
g)任选地,至少一种添加剂F。
控制单元(20)任选连接到显示单元(29)(此图选择的选项),其操作传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)和流量控制元件(9)、(13)、(15)、(17)和(39)以调节所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中所述铂基催化剂D和所述液体注射模塑抑制剂E的添加量。调节所述添加量以使注射模塑抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比保持在0.1至900(0.1:1至900:1)的范围内,最优选在10至900(10:1至900:1)的范围内。在一种优选实施方案中,在步骤d)中,添加的交联剂XL的量被控制并保持在0.1-3.5%重量的范围内,基于可交联液体有机硅橡胶组合物A3的重量。
料筒(25)是注射模塑压机(26)的一部分并且向其中引入:
-来自所述混合罐(18)的所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,或者,
-所述液体有机硅橡胶基料A1、所述交联剂XL、所述催化剂母料C1、包含氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的所述抑制剂母料E1、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F,以获得所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3。
在可交联LSR组合物A3进入注射单元之前可能需要压力调节。这个装置(图中未显示)允许进行能够增加压力的流体路径限制,从而实现适当的喷射剂量投配。压力调节器是可调节的,但通常保持在0.7-3.5MPa(100-500psi)的范围内,以防止计量喷射的过压。
为了防止在剂量投配和注射期间过早交联或固化,注射单元料筒可以是水冷的。这限制了在可交联LSR组合物A3、螺杆和料筒之间发生的粘性加热效应。
还可使用具有正截止的螺杆尖端(图中未示出)或止回阀,例如球式止回阀,其具有在注射期间处于关闭位置但在喷射剂量投配期间处于打开位置的弹簧加载或浮动的球。
优选使用截止喷嘴,其是水冷的以防止在将可交联液体有机硅橡胶组合物A3引入模具(27)之前在注射和剂量投配期间过早交联并且防止在部分固化期间的回流。在喷嘴内,材料围绕驱动截止针的活塞转向并被重新引入喷嘴尖端附近的流动路径。冷流道系统(34)也可以连接到所述模具(27)。
一旦用可交联LSR组合物A3完成模具(27)的填充,则在材料上保持保压压力,直到在80℃-220℃的温度范围内发生固化,并且如果需要可以将温度范围降低到80℃-220℃、80℃-160℃、80℃-140℃、80℃至低于120℃、80℃至低于110℃或80℃至低于100℃,而不会劣化LSR材料的最佳固化速率。
注射和保压后的固化时间取决于部件几何形状:较厚部件的固化时间较长,较薄部件的固化时间较短。
当固化完成时,打开模具(27),允许部件脱模并继续进行下一次喷射。
参考图2,其是另一种实施方案的本发明剂量投配系统(2)。与图1的唯一区别是添加了第二供应容器(4),该容器容纳液体有机硅橡胶基础组合物A2,该组合物A2不含催化剂,其包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F。
该第二供应容器(4)可在第一供应容器(3)被清空之后立即使用,从而允许连续过程以优化生产周期时间。或者它可以与第一供应容器(3)一起使用,以例如允许使用两种具有不同硬度性能的不同LSR基料(不同含量的填料和其他成分),从而为制造不同类型的有机硅橡胶材料提供了更大的灵活性。
实施例
使用ASTM-D5289在移动模流变仪(MDR)上在110℃下监测固化5分钟。在室温下将大约5g的材料置于两个尼龙薄片之间,然后通过在两个加热的压板之间施加的振荡力进行压制。一个压板或模旋转振荡,而另一个连接到转矩传感器。最初,对于未硫化(未固化)的橡胶样品,非常少或没有来自移动模的转矩耦合到该传感器。随着配混物在压力下加热,粘度下降,施加在转子上的转矩减小。记录的最低转矩值(以dN*m表示)被称为ML(MomentLowest)。它是在给定温度下未固化的橡胶配混物的刚度的测量值。随着橡胶固化或硫化,它变得越来越有弹性。橡胶在将转矩耦合到传感器时变得越来越有效。转矩是橡胶硫化或固化程度的参数。S形曲线可以逼近实际固化曲线。如下所示,黑色曲线(标记为2)为固化曲线或转矩曲线,即转矩与时间的关系。转矩从最小值开始。转矩先缓慢增加,然后迅速增加。最后,固化曲线趋于平缓并变得大致恒定。在图3中,最大转矩设定为1个单位的值。硫化从最小转矩(其可能不是恰为零)到最大转矩进行。得出的统计数据包括到达感兴趣的点的不同时间。它们是t2(2%固化)、t10(10%固化)等。t90(90%固化)通常也有极大的兴趣。
图3中标记为1的曲线是导数曲线,或固化曲线的斜率。该导数可用于确定最大固化速率和达到该最大值的时间。这些统计数据分别是Prate和t@Prate。有些人认为t2和Prate是最重要的统计数据。
实施例1
组分:
-具有R2HSiO1/2和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元的MHQ有机硅树脂,其中H是氢原子并且其中R是甲基(以SiH表示的H的%重量=1.23%)。
根据本发明的方法使用具有不同添加量的MHQ有机硅树脂的对照配制剂。在不添加MHQ有机硅树脂的情况下进行对照测试作为对比测试。使用ASTM-D5289在移动模流变仪(MDR)上在110℃下监测固化5分钟。结果在表1中给出。
表1-添加树脂后的测量性能
对比测试显示出139s的t90(90%固化)值,这比根据本发明的所有测试慢得多。
实施例2
a)测试的交联剂
XL1=聚苯基-(二甲基氢甲硅烷氧基)硅氧烷氢化物封端的,来自Gelest,标号HDP-111,粘度50-80mPa.s,总SiH mmol/g=5.2;式(MH)2+n(TPh)n的有机硅树脂,其中M=R2HSiO1/2甲硅烷氧基单元并且TPh=PhSiO3/2,式中H是氢原子,R是甲基,Ph是苯基。
XL2:二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物,在两个分子末端用二甲基氢硅氧烷基团部分封端(粘度为18-26mPa.s;总SiH mmol/g=7.2(线性交联剂)。
XL3:具有R2HSiO1/2和式SiO4/2的Q甲硅烷氧基单元的MHQ有机硅树脂,在式中H是氢原子并且其中R是甲基,总SiH mmol/g=7.3(来自Milliken,标号SiVance MQH-8MQ氢化物树脂)。
XL4:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2并且Q是分子式为SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且R是甲基,总SiH mmol/g=8.8。
XL5:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2,Q是分子式为SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且R是甲基,总SiH mmol/g=9.7(标号SiVance MQH-9MQ氢化物树脂,来自Milliken)。
XL6:式(MH)3(TPh)的支化有机硅树脂,其中M=R2HSiO1/2甲硅烷氧基单元并且TPh=PhSiO3/2,在式中H是氢原子,R是甲基并且Ph是苯基,来自Gelest,标号为SIP6826.0,苯基三(二甲基氢甲硅烷氧基)硅烷,总SiH mmol/g=5.2。
XL7:式MHQ的支化有机硅树脂,其中MH=R2HSiO1/2并且Q是式SiO4/2的甲硅烷氧基单元,在式中H是氢原子并且其中R是甲基,总SiH mmol/g=6.7,来自Gelest,标号为SIT7278.0,总SiH mmol/g=6.7。
XL8:α,ω-双(三甲基甲硅烷氧基)聚甲基氢化硅氧烷,粘度为17-27mPa.s,总SiHmmol/g=15.7。
液体有机硅橡胶基础组合物R的组成:
-末端具有二甲基乙烯基甲硅烷氧基的聚二甲基硅氧烷(粘度范围为80,000至120,000mPa.s):35.74%重量。
-末端具有二甲基乙烯基甲硅烷氧基的聚二甲基硅氧烷(粘度范围为55,000至65,000mPa.s):31.28%重量。
-经二乙烯基四甲基二硅氮烷和六甲基二硅氮烷表面处理(原位处理)的热解法二氧化硅(25.59%重量)
-二乙烯基四甲基二硅氮烷和六甲基二硅氮烷(总计=6.99%重量)
-增塑剂添加剂(0.40%重量)
为了制备待测试的配制剂,制备单独的进料并在混合罐中合并:
·进料1)制备液体有机硅橡胶基础组合物R,向其中添加不同量的:
-甲基乙烯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,其中三甲基甲硅烷氧烷基团存在于末端(粘度约为1,000mPa.s)-FLD619;
-甲基乙烯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物,其中二甲基乙烯基甲硅烷氧烷基团存在于末端(粘度范围为350-420mPa.s)-FLD-506;
·进料2)催化剂母料(来自Elkem Silicones的LSR SELECT CATA);
·进料3)抑制剂母料(来自Elkem Silicones的LSR SELECT CONTROL);
·进料4)测试的交联剂XL。
在混合所有组分之后,所有适用期均由手动“急变时间(Snap time)”适用期测试来确定。该测试在混合物完成后立即开始,并在通过个体监测混合物并手动搅拌并将混合物从容器中提起时首次观察到弹性性能时结束。当混合物“迅速”返回容器中时,观察到弹性性能。
使用Paar-MC302流变仪进行固化评价,温度从40℃开始并以每分钟7℃的速率升高。
将每种配制剂的固化数据拟合到一个逻辑斯谛方程,其参数是To和k。用于拟合MDR(Moving Die Rheometer)数据的逻辑斯谛函数在以下方程1中给出:
其中G’(T)作为温度函数的储能模量
ML是G’的最小观测值
MH是G’的最大观测值
k是与曲线的最大斜率相关的系数
T是温度自变量
To是曲线垂直中点处的温度。
一阶导数是:
当T=To时,温度的中点或拐点为To。指数表达式变为e0=1;从而得出导数:
T0是逻辑斯谛函数的参数。这在上面进行了描述。它是水平轴上对应于曲线拐点的点。这也是达到最大固化速率的点。
一旦混合,则这些配制剂在Paar MC 302流变仪上使用1%的振荡扭转应变进行测试。压板直径为25mm,间隙为0.5mm。正弦振荡频率为1Hz。温度从40℃开始并以7℃/分钟的速度升高至最高温度140℃。每个测试持续18分钟。随着温度的升高,以18秒的间隔进行转矩测量。这些测量被分解为转矩的同相和异相分量,并最终分别分解为储能模量、损耗模量,G’和G”。
具有不同RHAlk值的配制剂的组成(每种组分的%重量)和测量的性能在表2、3和4中给出。
表2:RHAlk=1.5的测量性能
可注意到交联剂XL-1和XL-6是包含式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式(Ph)SiO3/2的TPh甲硅烷氧基单元的支化有机硅树脂,其允许在低温下固化(T0低于85℃),与其他交联剂相比具有最低的T0值(达到最大固化速率的点)和改善的适用期(分别为25和28分钟)。这允许更自由地使用这种XL并在具有维卡软化温度的热敏材料上重叠模塑,所述材料例如是:聚氯乙烯(PVC,92℃)、聚乙烯(PE,127.3℃)、聚丙烯(PP,152.2℃),丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS,102.3℃)和聚碳酸酯(PC,156.2℃)。
同样的结果在下表3和4中给出
表3:RHAlk=2.0的测量性能
表4:RHAlk=2.5的测量性能
Claims (14)
1.一种能用于通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品M1的方法,包括以下步骤:
a)将液体有机硅橡胶基础组合物A1进料到基础进料管线中,该有机硅橡胶基础组合物A1不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
b)将包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1进料到单独的催化剂进料管线中,
c)将包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1进料到单独的进料管线中,
d)将至少一种交联剂XL进料到单独的进料管线或任何含有催化剂母料C1或抑制剂母料E1的进料管线中,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
e)任选地,将至少一种添加剂F进料到单独的添加剂进料管线,
f)将所述液体有机硅橡胶基础组合物A1、所述催化剂母料C1、所述交联剂XL、所述抑制剂母料E1和任选的所述添加剂F引导到混合罐(18)中,然后将所得混合物引导到注射机的料筒中,或者直接引导到所述料筒中以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
1)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
2)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
3)任选地,至少一种填料C,
4)至少一种铂基催化剂D,
5)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
6)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
7)任选地,至少一种添加剂F;并且
其中控制和调节所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E在所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中的添加量,以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1),
g)将所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3引导到安装在模塑压机中的模具中并使其固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度范围内加热来进行,从而获得模塑有机硅橡胶产品M1。
2.根据权利要求1所述的方法,包括以下步骤:
a)将液体有机硅橡胶基础组合物A1进料到基础进料管线中,该液体有机硅橡胶基础组合物A1不含催化剂,并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
b)将包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1进料到单独的催化剂进料管线中,
c)将包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1进料到单独的进料管线中,
d)将至少一种交联剂XL进料到单独的进料管线中,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
e)任选地,将至少一种添加剂F进料到单独的添加剂进料管线中,
f)将所述液体有机硅橡胶基础组合物A1、所述催化剂母料C1、所述交联剂XL、所述抑制剂母料E1和任选的所述添加剂F引导到混合罐(18)中,然后将所得混合物引导到注射机的料筒中,或者直接引导到所述料筒中以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
1)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
2)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
3)任选地,至少一种填料C,
4)至少一种铂基催化剂D,
5)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
6)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性或环状聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
7)任选地,至少一种添加剂F;并且
其中控制和调节所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E在所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中的添加量,以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1),
g)将所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3引导到安装在模塑压机中的模具中并使其固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度范围内加热来进行,从而获得模塑有机硅橡胶产品M1。
4.根据权利要求1所述的方法,其中交联剂XL是混合物,该混合物包含:
a)至少一种支化有机硅树脂,其包含至少两个、优选至少三个式R2HSiO1/2的MH甲硅烷氧基单元和式(Ph)SiO3/2的TPh甲硅烷氧基单元,在式中Ph是苯基,H是氢原子并且其中R是一至四十个碳原子的一价烃基,优选一至二十个碳的一价烃基,更优选选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、苯基、苄基和基;并且最优选选自甲基和苯基,以及
8.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤d)中,添加的交联剂XL的量被控制并保持在0.1-5.0%重量的范围内,基于可交联液体有机硅橡胶组合物A3的重量。
9.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤g)中,固化温度为80-140℃,优选为90-130℃。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤g)中,固化温度为80-140℃,优选90-130℃;并且所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3在基材P周围或上方固化以形成包含所述模塑有机硅橡胶产品M1的复合部件。
11.根据权利要求10所述的方法,其中基材P选自塑料基材、热塑性塑料基材、金属基材和纺织品基材,并且最优选地,基材P是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或聚碳酸酯(PC)。
12.根据权利要求1所述的方法,其中氢化硅烷化硫化反应抑制剂E选自1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、3-丁炔-1-醇、3-丁炔-2-醇、炔丙醇、2-苯基-2-丙炔-1-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基环戊醇、1-苯基-2-丙炔醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、及其混合物。
13.能用于如权利要求1-12任一项中所述通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件,包括:
1)剂量投配系统(2),其传送液体并且包括平台(1)或底板(1’),
2)第一供应容器(3)以及任选的第二供应容器(4),二者均放置在所述常设平台(1)上或所述底板(1’)上,并分别容纳液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2,该液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
3)从动板(5),其被设置在所述液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2的表面上并且其尺寸和形状被选择以紧密密封所述供应容器(3)和(4),并且所述从动板(5)由垂直可调(6)的固持装置保持,
4)泵(7),其连接到所述从动板(5)并且由驱动单元(19)驱动,驱动单元(19)由控制单元(20)并且任选地由调节单元(21)操作以传递液体有机硅橡胶基础组合物A1和任选的有机硅橡胶基础组合物A2,
5)用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A1的第一基础进料管线软管(8),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(9),
6)任选地,用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A2的第二基础进料管线软管(10),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(11),
7)供应容器(30),其容纳包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1,其被连接至进料管线(12),该进料管线(12)包括流量控制元件(13)和任选的传感器(22),二者均由所述控制单元(20)操作,
8)供应容器(31),其容纳包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1,其连接至进料管线(14),该进料管线(14)包括流量控制元件(15)和任选的传感器(23),二者均由所述控制单元(20)操作,
9)供应容器(30)和(31)中的一个还容纳至少一种交联剂XL,并且其连接至进料管线软管(16),该进料管线软管(16)包括流量控制元件(17)和任选的传感器(24),二者均由所述控制单元(20)操作,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
10)任选地,容纳至少一种添加剂F的供应容器(37),其连接至进料管线软管(38),所述进料管线软管(38)包括流量控制元件(39)和任选的传感器(40),二者均由所述控制单元(20)操作,
11)任选地,混合罐(18),其优选为静态混合器(18’),在其中所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F被传递并混合以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
a)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
b)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
c)任选地,至少一种填料C,
d)至少一种铂基催化剂D,
e)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
f)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
g)任选地,至少一种添加剂F;
12)控制单元(20),其任选地连接到显示单元(29),其控制所述传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)以及流量控制元件(9),(13)、(15)、(17)和(39)以调节所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的添加量,并且优选地,所述添加量被调节以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1);
13)料筒(25),其是注射模塑压机(26)的一部分并且向其中引入:
-来自所述混合罐(18)的所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,或者,
-所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F,以获得所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,以及
14)模具(27),其被安装在模塑压机(26)中,并且在其中传递所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3以进行固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度下加热来进行,以获得模塑有机硅橡胶产品。
14.能用于如权利要求1-12任一项中所述通过注射模塑生产模塑有机硅橡胶产品的装置组件,包括:
1)剂量投配系统(2),其传送液体并且包括平台(1)或底板(1’),
2)第一供应容器(3)以及任选的第二供应容器(4),二者均放置在所述常设平台(1)上或所述底板(1’)上,并分别容纳液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2,该液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2不含催化剂并且包含:
·至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
·任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
·任选地,至少一种填料C,
·任选地,至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,和
·任选地,至少一种添加剂F,
3)从动板(5),其被设置在所述液体有机硅橡胶基础组合物A1和A2的表面上并且其尺寸和形状被选择以紧密密封所述供应容器(3)和(4),并且所述从动板(5)由垂直可调(6)的固持装置保持,
4)泵(7),其连接到所述从动板(5)并且由驱动单元(19)驱动,驱动单元(19)由控制单元(20)并且任选地由调节单元(21)操作以传递液体有机硅橡胶基础组合物A1和任选的有机硅橡胶基础组合物A2,
5)用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A1的第一基础进料管线软管(8),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(9),
6)任选地,用于传送所述液体有机硅橡胶基础组合物A2的第二基础进料管线软管(10),其包括由所述控制单元(20)操作的流量控制元件(11),
7)供应容器(30),其容纳包含至少一种铂基催化剂D的催化剂母料C1,其被连接至进料管线(12),该进料管线(12)包括流量控制元件(13)和任选的传感器(22),二者均由所述控制单元(20)操作,
8)供应容器(31),其容纳包含至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的抑制剂母料E1,其连接至进料管线(14),该进料管线(14)包括流量控制元件(15)和任选的传感器(23),二者均由所述控制单元(20)操作,
9)容纳至少一种交联剂XL的供应容器(32),其连接至进料管线软管(16),该进料管线软管(16)包括流量控制元件(17)和任选的传感器(24),二者均由所述控制单元(20)操作,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,
10)任选地,容纳至少一种添加剂F的供应容器(37),其连接至进料管线软管(38),所述进料管线软管(38)包括流量控制元件(39)和任选的传感器(40),二者均由所述控制单元(20)操作,
11)任选地,混合罐(18),其优选为静态混合器(18’),在其中所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F被传递并混合以获得可交联液体有机硅橡胶组合物A3,其包含:
a)至少一种有机聚硅氧烷A,其每分子包含至少2个与硅原子键合的烯基,
b)任选地,至少一种有机聚硅氧烷B,其每分子B包含至少2个硅键合的氢原子;并且优选每分子B包含至少3个硅键合的氢原子,
c)任选地,至少一种填料C,
d)至少一种铂基催化剂D,
e)至少一种氢化硅烷化硫化反应抑制剂E,
f)至少一种交联剂XL,该交联剂XL是有机聚硅氧烷,当其为线性聚合物时每分子包含至少三个硅键合的氢原子或者当其为支化聚合物时每分子包含至少两个硅键合的氢原子,以及
g)任选地,至少一种添加剂F;
12)控制单元(20),其任选地连接到显示单元(29),其控制所述传感器(21)、(22)、(23)、(24)和(40)以及流量控制元件(9),(13)、(15)、(17)和(39)以调节所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3中所述铂基催化剂D和所述氢化硅烷化硫化反应抑制剂E的添加量,并且优选地,所述添加量被调节以得到氢化硅烷化硫化反应抑制剂E与铂基催化剂D的铂原子的摩尔比范围为0.1至900(0.1:1至900:1),最优选10至900(10:1至900:1),甚至更优选20至250(20:1至250:1);
13)料筒(25),其是注射模塑压机(26)的一部分并且向其中引入:
-来自所述混合罐(18)的所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,或者,
-所述液体有机硅橡胶基料A1、所述催化剂母料C1、所述抑制剂母料E1、所述交联剂XL、任选的所述液体有机硅橡胶基料A2和所述添加剂F,以获得所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3,以及
14)模具(27),其被安装在模塑压机(26)中,并且在其中传递所述可交联液体有机硅橡胶组合物A3以进行固化,优选通过在80℃至最高220℃的温度下加热来进行,以获得模塑有机硅橡胶产品。
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