CN1527861A - 室温可固化的有机聚硅氧烷组合物 - Google Patents

室温可固化的有机聚硅氧烷组合物 Download PDF

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Abstract

一种室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它包括：平均1.5或更多个端基具有至少一个羟基的有机聚硅氧烷；(B)具有三个或更多个硅－键合的可水解基团的硅烷或硅烷低聚物；(D)无机粉末；和或者(C)平均直径为0.1－20微米的含铂化合物的热塑性树脂微粒；或者(C1)铂化合物；和(C2)有机硅氧烷低聚物，该有机硅氧烷低聚物含有芳基和链烯基且在每个分子内具有8个或更少的硅原子，和该有机硅氧烷低聚物在每个分子内含有至少一个式－(R2)(R3)SiO－(R2)(R3)Si－表示的二价有机硅氧烷(其中R2是芳基，和R3是链烯基)，相对于组分(C1)中的每1mol铂原子，组分(C2)的用量为至少2mol。

Description

室温可固化的有机聚硅氧烷组合物
技术领域
本发明涉及室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，特别地涉及在固化之后可变为具有优良阻燃性的的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，该固化硅氧烷体甚至在长时间暴露于高温之后其性能也没有受到损失。
背景技术
通过添加铂化合物和无机填料赋予其阻燃性的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物是本领域公知的。例如，日本专利公开No.(其后称为“Kokai”)H4-18451披露了室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它由两个分子链端均被三甲氧基甲硅烷基封端的二甲基聚硅氧烷、二氧化硅粉、石英粉、碳酸锌、铂化合物(通过氯代铂酸与乙烯反应并使反应产物脱氯化氢而获得的铂-乙烯络合物)、三乙胺盐和二辛酸二丁锡组成。
此外，Kokai H5-230376披露了一种组合物，它包括两个分子链端均被羟基封端的二甲基聚硅氧烷、水合氧化铝、炭黑、铂化合物{铂与乙烯基硅氧烷(1，3-二乙烯基-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)的络合物}和甲基三(甲基乙基酮肟)-硅烷。
另一公开出版物，Kokai H5-125285披露了一种室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它由两个分子链端均被羟基封端的二甲基聚硅氧烷、氢氧化铝粉末、碳酸钙、铂化合物(氯代铂酸的异丙醇溶液)和乙烯基三(甲基乙基酮肟)硅烷组成。
然而，前述与铂化合物混合的室温可固化的有机聚硅氧烷通常具有低的储存稳定性，和在长期储存之后，阻燃性容易逐渐降低。特别地，由前述组合物制造的固化体，在高温下长期储存之后阻燃性最显著地下降。这限制了前述组合物的应用领域。
本发明的目的是提供室温可固化的有机聚硅氧烷，其特征在于优良的阻燃性，由前述组合物制造的固化硅氧烷制品甚至在高温下长期储存之后，其优良阻燃性得到保持。
发明内容
通过混合室温可固化的有机聚硅氧烷组合物与含铂化合物的热塑性树脂的特定细分颗粒形式的阻燃剂，可解决上述问题。
本发明涉及一种室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
各X独立地为羟基或可水解的基团，
各R1独立地为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和
a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅-键合的可水解基团；和
(C)含铂化合物的热塑性树脂微粒，其用量使得在组分(C)内金属铂的含量范围为0.01-5wt％；其中
该微粒的平均直径为0.1-20微米，
组分(C)的存在量足以在所述组合物内提供1-2000ppm的金属铂；和
(D)5-300重量份无机粉末。
本发明进一步涉及室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
各X独立地为羟基或可水解的基团，
各R1独立地为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和
a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅-键合的可水解基团；
(C1)铂化合物，其用量使得金属铂的存在量为1-2000ppm，基于组合物的重量；
(C2)有机硅氧烷低聚物，其中
该有机硅氧烷低聚物含有芳基和链烯基，
该有机硅氧烷低聚物每个分子中具有8个或更少的硅原子，和
该有机硅氧烷低聚物在各分子内含有由式-(R2)(R3)SiO-(R2)(R3)Si-表示的至少一个二价有机硅氧烷基团，
其中R2是芳基，和
R3是链烯基；
其中所述有机硅氧烷低聚物的存在量使得相对于组分(C1)中的每1mol铂原子，该组合物含有至少2mol的组分(C2)；和
(D)5-300重量份无机粉末。
根据本发明，组分(A)是一种有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由下述通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中X是羟基或可水解的基团，R1是单价烃基或卤素取代的单价烃基，和a是1、2或3。当组分(A)与组分(B)反应时，发生交联。在上式中，R1可表示单价烃基如甲基、乙基、异丙基、己基、十八烷基或类似的烷基，乙烯基、己烯基、或类似链烯基，环己基、环戊基、或类似的环烷基；苄基、β-苯乙基或类似的芳烷基；苯基、甲苯基或类似的芳基。在上式中，R1也可包括卤素取代的单价烃基(其中该基团中的氢原子被卤原子取代)，如1，1，1-三氟丙基、全氟丙基或类似有机基团。在一个分子中，前述R1基可以相同或相异。在上式中，X表示羟基或烷氧基、肟基、乙酰氧基、丙烯氧基、氨基、氨氧基、酰胺基或类似的可水解基团。为了容易合成和为了机械性能的更好平衡，建议所有R1基中的大多数是甲基。
前述有机聚硅氧烷的典型实例是下述通式(X)aR1 3-aSiR”-(R2SiO)n-R2Si R”SiR1 3-a(X)a表示的二有机聚硅氧烷，
其中R1和X与以上所定义的相同，和R”是氧原子或亚烷基。R是与R1相同的单价烃基或卤素取代的单价烃基；a是1、2或3；和n是使得提供前述有机聚硅氧烷在25℃下的粘度在100-500000mPa.s范围内，优选在500-100000mPa.s范围内的数值。该组分可包括不同聚合度和不同粘度的化合物的混合物，或具有不同取代基的化合物的混合物。
制备这种二有机聚硅氧烷的方法是本领域公知的。例如，在作为聚合中止剂的水或硅烷化合物存在下，使用碱或酸性催化剂，通过平衡聚合八甲基环四硅氧烷，可容易地生产上式中其中X是羟基和R”是氧原子的二有机聚硅氧烷。类似地，在缩合反应催化剂存在下，通过用四烷氧基硅烷、烷基三烷氧基硅烷或二烷基二烷氧基硅烷脱醇并缩合硅烷醇-封端的二有机聚硅氧烷，可生产上式中其中X是烷氧基和R”是氧原子的二有机聚硅氧烷。此外，在铂化合物催化剂存在下，通过乙烯基封端的二有机聚硅氧烷与氢三烷氧基硅烷、氢甲基二烷氧基硅烷或氢二甲基烷氧基硅烷的氢化甲硅烷化反应，可生产上式中其中X是烷氧基和R”是亚乙基的二有机聚硅氧烷。
组分(B)是充当交联剂的硅烷或硅氧烷低聚物。下述是这种硅烷或硅氧烷低聚物的具体实例：四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3，3，3-三氟丙基三甲氧基硅烷、β-氰乙基三甲氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、四(β-氯乙氧基)硅烷、四(2，2，2-三氟乙氧基)硅烷、丙基三(δ-氯丁氧基)硅烷、甲基三(甲氧基乙氧基)硅烷或类似的烷氧基硅烷；甲基聚硅酸盐、二甲基四甲氧基二硅氧烷或类似的烷氧基硅氧烷；甲基三(甲乙基酮肟)硅烷、乙烯基三(甲乙基酮肟)硅烷、苯基三(甲乙基酮肟)硅烷、甲基(二乙基酮肟)硅烷、四(甲乙基酮肟)硅烷、甲基三(环己基胺基)硅烷、乙烯基三(正丁基氨基)硅烷、甲基三(N-丁基乙酰胺)硅烷、甲基三(N-环己基乙酰胺)硅烷、甲基三(N，N-二乙基氨氧基)硅烷、1，2，3，4-四甲基-1-乙基-2，3，4-三(N，N-二乙基氨氧基)环四硅氧烷、甲基三(异丙烯氧基)硅烷、乙烯基三(异丙烯氧基)硅烷；和前述化合物的部分水解和缩合产物。建议相对于每100重量份组分(A)，以0.01-40重量份，优选0.1-15重量份的用量添加该组分。
组分(C)以含铂化合物的热塑性树脂的微粒形式存在。该组分赋予由本发明组合物形成的固化体阻燃性。组分(C)的颗粒包括铂化合物和热塑性树脂，且具有0.1-20微米(μm)的平均直径。它们含有铂化合物，其用量使得在其中的金属铂的含量在0.01-5wt％范围内。推荐前述的粒径范围，这是因为若粒径小于0.1微米的话，则将难以在未固化状态下混合该组分，和若粒径超过20微米的话，则在燃烧过程中将难以充分从热塑性树脂微粒中排出铂化合物，从而会降低阻燃性。如上所述，建议使用铂化合物，其用量使得在其中的铂化合物的含量在0.01-5wt％范围内，尤其是0.05-2wt％。若以小于0.01wt％的用量包含金属铂，则添加前述含铂的热塑性树脂微粒不会显著改进阻燃性，和若添加量超过5wt％，则难以将铂化合物保留在热塑性树脂微粒内。
尽管对作为组分(C)的含铂的热塑性树脂微粒的形状没有特别限制，但从稳定阻燃性的更好重现性角度考虑，建议使用球形颗粒。
组分(C)的用量应当使得在组分(C)内铂化合物的含量相当于在组合物内1-2000ppm的金属铂。用量小于1ppm的金属铂含量不会提供充足的阻燃性，而金属铂的含量超过2000ppm，则会降低阻燃性且在经济上不合理。
对构成组分(C)的热塑性树脂的种类没有特别限制，只要该树脂当加热时具有热塑性即可。然而，不建议使用使铂化合物中毒或失活的热塑性树脂。前述热塑性树脂的玻璃化转变点优选在40-250℃范围内。若玻璃化转变点低于40℃，则将难以产生热塑性树脂微粒，和在与其它组分混合过程中生成的剪切热作用下，它们可能会熔化。若玻璃化转变点超过250℃，则将难以有效地释放出铂化合物和获得改进的阻燃性。
适用于组分(C)的热塑性树脂的代表实例可以是硅氧烷树脂，聚硅烷树脂，聚碳酸酯树脂，聚甲基丙烯酸甲酯树脂，甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯的共聚物，或类似的丙烯酸型树脂，聚酯树脂，聚乙烯树脂，聚苯乙烯树脂，聚氯乙烯，聚偏氯乙烯，氯乙烯和偏氯乙烯的共聚物，聚丙烯腈树脂，烯丙腈与苯乙烯的共聚物，丙烯腈与苯乙烯的共聚物，丙烯腈、丁二烯与苯乙烯的共聚物，聚酰胺树脂，乙酸纤维素或类似的纤维素酯树脂，乙酸丁酸纤维素树脂和聚苯醚树脂。
适用于组分(C)的硅氧烷树脂可例举由单苯基硅氧烷单元、二苯基硅氧烷单元和二甲基硅氧烷单元组成的树脂、由单苯基硅氧烷单元和二甲基硅氧烷单元组成的树脂、以及由单苯基硅氧烷单元和甲基乙烯基硅氧烷单元组成的树脂。聚硅烷树脂的代表实例可以是由甲基苯基硅烷单元和二甲基硅烷单元组成的树脂。其中最优选的是硅氧烷和聚碳酸酯树脂，但在这两种当中，聚碳酸酯树脂的特征在于最高的阻燃性和耐热性。
组分(C)中的铂化合物的代表可以是氯代铂酸、醇改性的氯代铂酸、铂的烯烃络合物、铂或氯代铂酸的二酮络合物，和铂或氯代铂酸的二乙烯基四有机二硅氧烷(例如1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷)络合物。从较高的活性和更好的阻燃性角度考虑，铂或氯代铂酸的二乙烯基四有机二硅氧烷络合物是最优选的，可通过Kokai H11-42436中所述的方法，即通过在醇溶液中和在碳酸氢钠存在下，引起氯代铂酸与二乙烯基四有机二硅氧烷反应来制备它。然后将反应产物与甲苯结合，和通过蒸馏除去醇。结果，产生铂的二乙烯基四有机二硅氧烷络合物。
作为组分(C)的含铂的热塑性树脂微粒及其制备方法是本领域已知的。例如，如Kokai S58-37053中所述，可通过在甲苯中溶解铂化合物与热塑性硅氧烷树脂，干燥所得溶液，由此获得含铂化合物和热塑性硅氧烷树脂的固体物质，然后研碎所得固体物质，从而生产这种颗粒。在Kokai H2-4833中所述的另一方法由以下步骤组成：在低沸点溶剂如二氯甲烷中溶解铂化合物和热塑性硅氧烷树脂，将所得溶液滴到表面活性剂的水溶液内，由此生产油/水乳液，逐渐除去溶剂，并以微粒形式回收铂和树脂。
在Kokai H4-29748和Kokai H7-41678中所述的方法由以下步骤组成：在甲苯、二氯甲烷或类似溶剂中溶解铂化合物和热塑性树脂，在喷雾干燥器内将溶液喷洒到热氮气流中，和通过蒸发溶剂产生微粒。
组分(C)的用量应当使得在组分(C)内的铂化合物的含量相当于在组合物中1-2000ppm的金属铂。这是因为用量小于1ppm的金属铂含量将不会提供充足的阻燃性，而金属铂的含量超过2000ppm将会降低阻燃性和在经济上是不合理的。
也可使用组分(C1)和组分(C2)替代组分(C)，以赋予由本发明组合物形成的固化体阻燃性。
组分(C1)赋予通过固化本发明组合物获得的制品阻燃性。组分(C1)可例举氯代铂酸、醇改性的氯代铂酸、烯烃的铂络合物、二酮的铂或氯代铂酸络合物，和1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的铂或氯代铂酸络合物。在上述化合物当中，最优选具有有机硅氧烷作为配体的铂络合物，所述有机硅氧烷含有烷基和链烯基，且所述铂络合物在一个分子内具有至少一个下式所示的二价有机硅氧烷基：
-(R3)(R4)SiO-(R3)(R4)Si-，
其中R4是含6个或更少碳原子的烷基，和R3与以上所定义的相同；和该铂络合物在一个分子内含有带8个或更少硅原子的烷基和链烯基，或前述有机硅氧烷与前述铂络合物的混合物。该组分(C1)可以是前述的铂络合物，但它也可以是前述铂络合物与有机硅氧烷低聚物的混合物，该有机硅氧烷低聚物与在铂络合物内配位的含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物相同或具有相同的类型。在铂络合物内不配位的含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物的存在量通常应当不大于30mol，相对于1mol铂络合物内的铂原子。
本领域已知的是，在加热下，通过使含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物与卤代铂酸或卤代铂酸盐反应来生产组分(C1)(参见日本专利公开No.(其后称为“Kokoku”S42-22924))。在由该方法制备组分(C1)当中，在起始的含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物内的链烯基通常是乙烯基。此外，考虑到经济因素和在组分(C1)的制备过程中防止副反应，优选烷基是甲基。尽管对除了链烯基和烷基之外可能存在的基团没有特别限制，但特别地需要避免芳基，因为在组分(C1)的制备中，这会引起铂产量的下降。
这一含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物的实例是1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷和1，3，5，7-四乙烯基四甲基环四硅氧烷。建议组分(C1)的添加量使得金属铂的含量在1-2000ppm范围内，基于组合物的重量。用量小于1ppm的金属铂含量将不会提供充足的阻燃性，而超过2000ppm的金属铂含量将会降低阻燃性且在经济上不合理。
添加组分(C2)以改进组分(C1)的稳定性。组分(C2)是含有芳基和链烯基且在每个分子内具有8个或更少的硅原子的有机硅氧烷低聚物，和所述有机硅氧烷低聚物在每个分子内含有至少一个下式表示的二价有机硅氧烷基：
-(R2)(R3)SiO-(R2)(R3)Si-，
其中R2是芳基，和R3是链烯基。相对于组分(C1)内的1mol铂原子，以至少2mol组分(C2)的用量添加组分(C2)。在上式中，芳基的代表可以是苯基和甲苯基。优选苯基。链烯基的代表可以是乙烯基、烯丙基、丁烯基和己烯基。其中，优选乙烯基。前述有机聚硅氧烷可例举1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷和1，3-二乙烯基四苯基二硅氧烷。
组分(C1)和(C2)可直接与组分(B)和(D)混合。或者，如日本专利No.2974692所述，可预混合组分(C1)和(C2)，然后将所得混合物与组分(A)、(B)和(D)混合。此外，当组分(C1)是具有有机硅氧烷低聚物(其含有烷基和链烯基)作为配体、在一个分子内具有至少一个下式所示的二价有机硅氧烷基：
-(R3)(R4)SiO-(R3)(R4)Si-，
(其中R4是含6个或更少碳原子的烷基，和R3与以上所定义的相同)、和在一个分子内含有带8个或更少硅原子的烷基和链烯基的铂络合物时，可混合组分(C1)和(C2)，和在通过真空蒸馏，从所得混合物中除去包含在组分(C1)内的有机硅氧烷低聚物之后，可进一步将该混合物与组分(A)、(B)和(D)混合。因此，根据后一方法，通过除去在组分(C1)内的部分铂-配位的含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物和部分或所有非铂-配位的含(烷基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物，并通过用组分(C2)的含(苯基+链烯基)的有机硅氧烷低聚物取代，可制备储存稳定性甚至更加优异的铂催化剂组合物。前述类型的铂催化剂组合物的特征在于，与本领域已知的铂/硅氧烷络合物相比，具有更好的高温稳定性和对体系内存在的其它物质具有更好的稳定性。
无机粉末，组分(D)改进固化之前本发明组合物的流动性，且改进固化之后的机械性能和阻燃性。以下是合适的无机粉末的实例：干法二氧化硅粉末、湿法二氧化硅粉末或类似的增强二氧化硅粉末；石英粉末；硅藻土、氧化铝、氧化铁、氧化锌、氧化钛、氧化铈或类似的金属氧化物粉末；氢氧化镁、氢氧化铝或类似的金属氢氧化物；碳酸钙、碳酸锌或类似的碳酸盐粉末；滑石、粘土、云母、炭黑、玻璃珠；用疏水试剂如三甲基氯代硅烷、二甲基二氯代硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷或八甲基环四硅氧烷表面处理的石英、二氧化硅或类似粉末，以及用脂肪酸或树脂酸表面处理的碳酸钙粉末。尤其最优选干法二氧化硅粉末、湿法二氧化硅粉末或类似的增强二氧化硅粉末；石英粉末；氧化铈粉末、氧化钛粉末、炭黑、氧化铝粉末、氢氧化铝粉末、氢氧化镁粉末、碳酸钙粉末、碳酸镁粉末和碳酸锌粉末。干法二氧化硅粉末，特别地用前述疏水试剂表面处理的干法二氧化硅粉末是优选的。和前述干法二氧化硅粉末可与以上所述的其它粉末(如石英粉末、氧化铈粉末、氧化钛粉末、炭黑或其混合物)结合使用。最优选用于组分(D)的是干法二氧化硅粉末、石英粉末、氧化铈粉末和炭黑的混合物，和干法二氧化硅粉末、石英粉末、氧化铈粉末、炭黑和氧化钛粉末的混合物。
若添加到组合物内的前述组分(D)的用量太少，则将不可能改进机械强度和阻燃性，和若过量地使用，则组合物太粘且在生产中难以处理。因此，建议相对于每100重量份组分(A)，以5-300重量份的用量添加组分(D)。当组分(D)由具有细微直径的颗粒如增强二氧化硅、轻质碳酸钙或炭黑组成时，则应当以5-60重量份的用量使用它。若颗粒具有相对大的直径，则应当以10-200重量份的用量使用它。
为了增加伸长率和降低弹性模量，本发明的组合物可另外混合双官能团硅烷、硅氧烷或混合这二者。这种双官能团硅烷和硅氧烷可用下述化合物代表：二甲基双(N-甲基乙酰胺硅烷)、二甲基双(N-乙基乙酰胺)硅烷、二苯基双(二乙基氨氧基)硅烷、甲苯基双(二乙基氨氧基)硅烷、1，2，3，4-四甲基-1，2，-二乙基-3，4-双(N，N-二乙基氨氧基)环四硅氧烷、二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷，和仅在一个分子端基上用硅-键合的羟基或可水解基团封端的二有机聚硅氧烷。建议相对于每100重量份组分(A)，以0.01-20重量份的用量使用这种额外的组分。以组分(A)中羟基和可水解基团的浓度以及在组合物内水含量为基准，选择前述额外组分的最佳用量。
视需要，为了促进组分(A)与(B)之间的缩合反应，本发明的组合物可另外混合缩合反应促进催化剂(固化促进催化剂)。下述是前述催化剂的实例：2-乙基辛酸铅、二月桂酸二丁基锡、2-乙基己酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰乙酸二丁基锡、三-2-乙基己酸二丁基锡、2-乙基己酸铁、2-乙基己酸钴、2-乙基己酸锰、己酸亚锡、环烷酸锡、油酸锡、环烷酸锌、硬脂酸锌、环烷酸钛或类似的一元羧酸金属盐；钛酸四丁酯、钛酸四苯酯、钛酸四-2-乙基己酯、钛酸四(十八)酯、钛酸三乙醇胺、钛酸乙二醇酯、二异丙氧基双(乙酸乙酯)合钛、二异丙氧基双(乙酰丙酮)合钛、二丁氧基双(乙酰乙酸甲酯)合钛或类似的有机钛化合物；己胺、十二烷胺或类似的胺、乙酸己胺、磷酸十二烷胺或类似的胺盐；苄基三甲基乙酸铵或类似的季铵盐；和乙酸钾或类似的碱金属盐。相对于每100重量份组分(A)，可以以0.001-10重量份，和优选0.01-10重量份，更优选0.01-5重量份的用量混合前述催化剂。
视需要，在不损害本发明目的的范围内，本发明的组合物可掺入其它通常被加入到室温可固化的有机聚硅氧烷组合物内的常规的添加剂如颜料、阻燃剂、耐热改进剂、导热改进剂、粘合促进剂、触变赋予剂、固化延迟剂。本发明的室温可固化组合物可构成单一液体或两种液体型的组合物。此外，该组合物可以是流挂型或非流挂型的。
固化之后，以上所述的本发明的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物证明具有优良的阻燃性，甚至在长期暴露于高温之后，固化产品的阻燃性也没有受到损害。因此，本发明的组合物可在需要这种性能的领域中找到应用，例如用于生产在电子和电气器件中使用的涂层、密封剂和粘合剂。
实施本发明的最佳模式
参考实际和参考实施例，进一步详细地描述本发明。在这些实施例中，所有份为重量份，和所有粘度相应于在25℃下测量的数值。
通过UL-94中的方法，测量室温可固化的有机聚硅氧烷组合物的阻燃性。
起始的阻燃性
将室温可固化的有机聚硅氧烷组合物装载在片材形成模具内并在60％相对湿度和25℃下固化7天。结果，产生0.8mm厚的硅橡胶片材。将该片材切割成127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品。
将各样品垂直固定在夹具中，并通过在气体甲烷上操作的燃烧器的点火，从下方燃烧10秒。火焰高度为20mm。移开燃烧器，并测量一直到样品上的火焰熄灭的时间(秒)。就在熄灭之后，立即重复点火试验10秒钟，和再次测量一直到样品上的火焰熄灭的时间。在5个样品上，进行10次测量试验。取10次测量的平均值作为最大阻燃时间。
固化之后的阻燃性
将用于测量起始阻燃性所得的127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品放置在70℃加热烘箱中，并加热7天。取出样品并以如上所述相同的方式测量它们的阻燃性。此外，将用于测量起始阻燃性所得的127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品放置在150℃加热烘箱中，并加热21天。取出样品并以如上所述相同的方式测量它们的阻燃性。
参考实施例1：含铂的热塑性硅氧烷树脂微粒的制备
通过将以下平均组成式(PhSiO3/2)0.78(Me2SiO)0.22(其中Ph是苯基和Me是甲基)表示的且玻璃化转变点为65℃的热塑性硅氧烷树脂溶解在甲苯内，制备60wt％的热塑性硅氧烷树脂的甲苯溶液。
通过将0.25kg 1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、250kg二氯甲烷和10.0kg 1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的甲苯溶液(含有2.0wt％的铂金属和6.0wt％的1，3-二乙烯基四甲基二氯代硅烷)加入到83.3kg前述热塑性硅氧烷树脂的甲苯溶液中，生产热塑性硅氧烷树脂与铂化合物的均匀溶液。
通过双流喷嘴将所得均匀溶液持续喷洒到热氮气被导引流过的喷雾干燥器中。氮气的温度在喷雾干燥器的入口处为80℃和在喷雾干燥器的出口为50℃。使用袋式过滤器，回收以该方法生产的微粒，它以平均直径为7微米且铂含量为0.39wt％的含铂热塑性树脂微粒形式存在。
参考实施例2：含铂聚碳酸酯树脂微粒的制备
由25kg聚碳酸酯树脂(Mitsubishi Gas Chemical Co.，Inc.的产品，商品名“Iupilon H-3000：玻璃化转变点145-150℃)、40kg甲苯、425kg二氯甲烷、5.0kg 1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物(含有2.0wt％的金属铂和6.0wt％的1，3-二乙烯基四甲基二氯代硅烷)的甲苯溶液和0.25kg顺式-二甲基二苯基二乙烯基二硅氧烷制备均匀溶液。通过双流喷嘴将所得均匀溶液持续喷洒到热氮气被导引流过的喷雾干燥器中。氮气的温度在喷雾干燥器的入口处为100℃和在喷雾干燥器的出口为70℃。使用袋式过滤器，回收以该方法生产的微粒，它以平均直径为1.8微米且铂含量为0.40wt％的含铂聚碳酸酯树脂微粒形式存在。
实际实施例1
通过在与湿空气隔离的条件下，均匀混合下述组分来制备室温可固化的有机聚硅氧烷组合物：58份在两个分子链端上均用三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(粘度为16000mPa.s)、6份BET法比表面积为130m2/g且表面涂布有六甲基二硅氮烷的干法二氧化硅粉末、22份平均粒径为5微米的石英粉末、6份平均粒径为5微米的氧化铈粉末、3份平均粒径为0.2微米的氧化钛粉末、1份平均粒径为35纳米的乙炔黑(以商品名DENKA BLACK购自DENKI KAGAKUKOGYO K.K.)、2份甲基三甲氧基硅烷、2份二异丙氧基双(乙酸乙酯)合钛形式的固化促进催化剂和0.8份参考实施例1制备的含铂的热塑性硅氧烷树脂(在该化合物内含有32ppm的铂金属)。将所得组合物密封在铝管内。然后将组合物装载在片材形成模具内并在60％相对湿度和25℃下固化7天。结果产生0.8mm厚的硅橡胶片材。将该片材切割成127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表1。
实际实施例2
通过在与湿空气隔离的条件下，均匀混合下述组分来制备室温可固化的有机聚硅氧烷组合物：58份在两个分子链端上均用三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(粘度为16000mPa.s)、6份BET法比表面积为130m2/g且表面涂布有六甲基二硅氮烷的干法二氧化硅粉末、22份平均粒径为5微米的石英粉末、6份平均粒径为5微米的氧化铈粉末、3份平均粒径为0.2微米的氧化钛粉末、1份平均粒径为35纳米的乙炔黑(以商品名DENKA BLACK购自DENKI KAGAKUKOGYO K.K.)、2份甲基三甲氧基硅烷、2份二异丙氧基双(乙酸乙酯)合钛形式的固化促进催化剂和0.8份参考实施例2制备的含铂的热塑性硅氧烷树脂(在该组合物内含有32ppm的铂金属)。将所得组合物密封在铝管内。然后将组合物装载在片材形成模具内并在60％相对湿度和25℃下固化7天。结果产生0.8mm厚的硅橡胶片材。将该片材切割成127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表1。
对比例1
以与实际实施例1相同的方式制备室温可固化的有机聚硅氧烷，所不同的是使用0.16份1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物(它是制备含铂的硅氧烷树脂微粒的起始原料和它含有2.0wt％的铂金属与6.0wt％的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷)(在整个组合物内铂金属的含量为32ppm)的甲苯溶液，来代替参考实施例1获得的含铂硅氧烷树脂微粒。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表1。
对比例2
以与实际实施例1相同的方式制备组合物，所不同的是不添加含铂的硅氧烷树脂微粒。以与实际实施例1相同的方法制备室温可固化的有机聚硅氧烷组合物。以与实际实施例1相同的方式，由所得组合物生产样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表1。
表1
实际实施例1 实际实施例2 对比例1 对比例2
组成(份)二甲基聚硅氧烷二氧化硅粉末石英粉末氧化铈粉末氧化钛粉末乙炔黑甲基三甲氧基硅烷固化促进催化剂含铂的硅氧烷树脂微粒含铂的聚碳酸酯树脂微粒铂化合物 58622631220.8 58622631220.8 58622631220.16 5862263122
组合物内铂金属的含量(ppm)  32  32  32  0
阻燃性：起始的阻燃性总的燃烧时间(秒)最大燃烧时间(秒)根据UL94标准的评价结果在固化之后的阻燃性(70℃/7天)：总的燃烧时间(秒)最大燃烧时间(秒)根据UL94标准的评价结果在固化之后的阻燃性(150℃/21天)：总的燃烧时间(秒)最大燃烧时间(秒)根据UL94标准的评价结果 33894V-0431094V-0551294V-1 15294V-013494V-030794V-0 37894V-0542194V-1完全燃烧完全燃烧完全燃烧 16835不可接受16136不可接受---
94V-0是指每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在10秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
94V-1是指在每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在60秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
实际实施例3-8，对比例3-5
在与湿空气隔离的条件下，均匀混合表2所示的组分(重量份)，生产14种不同的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物。
将所得组合物密封在铝管内。然后将该组合物装载在片材形成模具内并在60％相对湿度和25℃下固化7天。结果产生0.8mm厚的硅橡胶片材。将该片材切割成127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表2。
在附表2中，二甲基聚硅氧烷具有用三甲氧基甲硅烷氧基封端的分子链端(粘度为16000mPa.s)，铂化合物是1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液(OMG PreciousMetals Japan Co.，Ltd.商品名Pt-VTSC，12wt％的铂金属)，和在参考实施例2中制备了含铂的聚碳酸酯树脂微粒。
在表2中，使用以下的无机粉末。
石英粉末以商品名CRISTALITE VXS2购自K.K.TATSUMORI，平均粒径为5微米。
氧化钛粉末以商品名TAIPAQUE R-630购自ISHIHARASANGYO K.K.，平均粒径为0.2微米。
氢氧化铝粉末以商品名HIGILITE H42M购自SHOWA DENKOK.K.。粒度为1.1微米。
碳酸锌粉末购自CHAYUO DENKI KOGYO K.K.。平均粒径为9微米。
氢氧化铝粉末以商品名ALUMINA AS-40购自SHOWA DENKOK.K.。粒度为12微米。
氢氧化镁粉末购自WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES，Ltd.。
表2
实际实施例 对比例
3  4  5  6  7  8  3  4  5
   二甲基聚硅氧烷 26.4  23.4  25.4  32.4  9.4  39.8  26.4  23.4  93.6
   石英粉末 72  72
   氧化钛粉末  75
   氢氧化铝粉末  73
   碳酸锌粉末  66
   氧化铝粉末  90
   氢氧化镁粉末  60
   甲基三甲氧基硅烷 0.8  0.8  0.8  0.8  0.3  1.2  0.8  0.8  3.2
   固化促进催化剂 0.8  0.8  0.8  0.8  0.3  1.2  0.8  0.8  3.2
   含铂的聚碳酸酯微粒 0.8  0.8  0.8  0.8  0.8  0.8  0.8
   铂化合物  0.027  0.027
   阻燃性
   起始的阻燃性
总的燃烧时间(秒) 46  28  0  18  15  4  32  33 完全燃烧
最大燃烧时间(秒) 10  6  0  5  5  2  10  8
根据UL94标准的评价结果 94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0
   在70℃下固化之后的阻燃性(70℃/5天)
总的燃烧时间(秒) 38  30  0  4  7  5  55  69 完全燃烧
最大燃烧时间(秒) 10  8  0  2  4  2  14  22
根据UL94标准的评价结果 94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-0  94V-1  94V-1
94V-0是指在每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在10秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
94V-1是指在每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在60秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
实际实施例1-8和对比例1-5表明，本发明的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物包括前述组分(A)-(D)，和特别地，由于它包括以特定的含铂热塑性树脂微粒形式存在的组分(C)作为赋予组合物阻燃性的试剂，所以组合物确保具有优良的阻燃性，甚至在长期暴露于高温之后，在固化的硅氧烷制品内的阻燃性也没有受到损害。
参考实施例3：铂化合物组合物的制备
通过将10g 1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷加入到10g1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液(OMG Precious Metals Japan Co.，Ltd.，商品名Pt-VTSC，12wt％的铂金属)中。均匀混合各组分。
参考实施例4：铂化合物组合物的制备
将100g 1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷加入到100g 1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液(OMG Precious Metals Japan Co.，Ltd.，商品名Pt-VTSC，12wt％的铂金属)中。在混合各组分之后，通过在0.03Torr的压力和50℃的温度下，真空蒸馏除去1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷。结果生产铂化合物组合物(B)。
实际实施例9
通过在与湿空气隔离的条件下，均匀混合下述组分来制备室温可固化的有机聚硅氧烷组合物：58份在两个分子链端上均用三甲氧基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷(粘度为16000mPa.s)、6份表面涂布有六甲基二硅氮烷的干法二氧化硅粉末(BET法比表面积为130m2/g)、22份平均粒径为5微米的石英粉末、6份平均粒径为5微米的氧化铈粉末、3份平均粒径为0.2微米的氧化钛粉末、1份平均粒径为35nm的乙炔黑(以商品名DENKA BLACK购自DENKI KAGAKU KOGYOK.K.)、2份甲基三甲氧基硅烷、2份二异丙氧基双(乙酸乙酯)合钛形式的固化促进催化剂、0.027份1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物(含有32ppm的铂金属)的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液和0.027份1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基硅氧烷。
将所得组合物密封在铝管内。然后将组合物装载在片材形成模具内并在60％相对湿度和25℃下固化7天。结果产生0.8mm厚的硅橡胶片材。将该片材切割成127mm长、12.7mm宽和0.8mm厚的样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表3。
实际实施例10
以与实际实施例9相同的方式制备组合物，所不同的是使用0.054份参考实施例3生产的铂化合物组合物(A)，来代替实际实施例9的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷和1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液。以与实际实施例9相同的方式由所得组合物生产样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表3。
实际实施例11
以与实际实施例9相同的方式制备组合物，所不同的是使用0.032份参考实施例4生产的铂化合物组合物(B)，来代替实际实施例9的1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物的1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷和1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷溶液。以与实验实施例9相同的方式由所得组合物生产样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表3。
对比例6
以与实际实施例9相同的方式制备室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，所不同的是不添加1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷。以与实际实施例9相同的方式由所得组合物生产样品。测试样品起始的阻燃性和在固化之后的同一性能。结果见表3。
表3
实际实施例9 实际实施例10 实际实施例11 对比例6
组成(份)二甲基聚硅氧烷二氧化硅粉末石英粉末氧化铈粉末氧化钛粉末乙炔黑甲基三甲氧基硅烷固化促进催化剂1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷合铂络合物1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷铂化合物(A)铂化合物(B) 58622631220.0270.027 58622631220.054 58622631220.032 58622631220.027
组合物内铂金属的含量(ppm)  32  32  32  32
阻燃性起始的阻燃性：总的燃烧时间(秒)最大燃烧时间(秒)根据UL94标准的评价结果在固化之后的阻燃性(70℃/7天)：总的燃烧时间(秒)最大燃烧时间(秒)根据UL94标准的评价结果 22594V-016394V-0 16494V-012394V-0 12494V-010394V-0 37894V-0542194V-1
94V-0是指在每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在10秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
94V-1是指在每次向试验样条施加10秒的点火，一共两次之后，在60秒内终止燃烧，不允许有任何燃烧的滴落物。
实际实施例9、10和11与对比例6表明，本发明的室温可固化的有机聚硅氧烷组合物由前述组分(A)-(D)组成，和特别地，由于它包括以铂化合物形式存在的组分(C1)和以含芳基和链烯基的有机聚硅氧烷形式存在的组分(C2)，所以组合物确保具有优良的阻燃性，甚至在长期暴露于高温之后，在固化的硅制品内的阻燃性也没有损害。此外，本发明提供有效制造前述室温可固化的有机聚硅氧烷组合物的方法。

Claims (17)

1.一种室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
各X独立地为羟基或可水解的基团，
各R1独立地为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和
a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅键合的可水解基团；和
(C)含铂化合物的热塑性树脂的微粒，其量使得在组分(C)内金属铂的含量范围为0.01-5wt％；其中
该微粒的平均直径为0.1-20微米，
组分(C)的存在量足以在组合物内提供1-2000ppm的金属铂；和
(D)5-300重量份无机粉末。
2.一种室温可固化的有机聚硅氧烷组合物，它包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
各X独立地为羟基或可水解的基团，
各R1独立地为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和
a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅键合的可水解基团；
(C1)铂化合物，其量使得金属铂的存在量为1-2000ppm，基于组合物的重量；
(C2)有机硅氧烷低聚物，其中
该有机硅氧烷低聚物含有芳基和链烯基，
该有机硅氧烷低聚物每个分子中具有8个或更少的硅原子，和
该有机硅氧烷低聚物在各分子内含有由式-(R2)(R3)SiO-(R2)(R3)Si-表示的至少一个二价有机硅氧烷基团，
其中R2是芳基，和R3是链烯基；
其中有机硅氧烷低聚物的存在量使得相对于组分(C1)中的每1mol铂原子，该组合物含有至少2mol的组分(C2)；和
(D)5-300重量份无机粉末。
3.权利要求1或2的组合物，其中在组分(A)内的各X独立地为烷氧基，和组分(B)内的各可水解基团独立地为烷氧基。
4.权利要求1的组合物，其中组分(C)的热塑性树脂的玻璃化转变点为40-250℃。
5.权利要求1的组合物，其中组分(C)的热塑性树脂是硅氧烷树脂或聚碳酸酯树脂。
6.权利要求2的组合物，其中组分(C1)是：具有有机硅氧烷作为配体的铂络合物，所述有机硅氧烷含有烷基和链烯基，所述铂络合物在一个分子内具有至少一个下式所示的二价有机硅氧烷基：
                 -(R3)(R4)SiO-(R3)(R4)Si-，
其中R3是链烯基，和R4是具有6个或更少个碳原子的烷基，组分(C1)在一个分子内含有烷基和链烯基，和组分(C1)具有8个或更少的硅原子；或该有机硅氧烷与铂络合物的混合物。
7.权利要求2的组合物，其中组分(C2)是1，3-二乙烯基-1，3-二苯基二甲基二硅氧烷。
8.权利要求1或2的组合物，其中组分(D)选自增强二氧化硅粉末、石英粉末、氧化铈粉末、氧化钛粉末、炭黑、氢氧化铝粉末、碳酸钙粉末、氧化铝粉末、氢氧化镁粉末、碳酸镁粉末、碳酸锌粉末或其混合物。
9.权利要求8的组合物，其中增强二氧化硅粉末是干法二氧化硅。
10.权利要求9的组合物，其中用疏水剂处理干法二氧化硅的表面，所述疏水剂选自三甲基氯代硅烷、二甲基氯代硅烷、六甲基二硅氮烷和八甲基环四硅氧烷。
11.权利要求1或2的组合物，其中组分(D)是增强二氧化硅粉末、石英粉末、氧化铈粉末和炭黑的混合物。
12.权利要求1或2的组合物，其中组分(D)是增强二氧化硅粉末、石英粉末、氧化铈粉末、氧化钛粉末和炭黑的混合物。
13.一种方法，其特征在于：
(1)混合含铂化合物的热塑性树脂微粒(C)与下述的组合物，其中含铂化合物的热塑性树脂微粒(C)中的铂化合物的量使得在组分(C)中金属铂的含量为0.01-5wt％，并且含铂化合物的热塑性树脂微粒(C)的量足以在室温可固化的有机聚硅氧烷组合物中提供1-2000ppm的金属铂，其中所述微粒的平均直径为0.1-20微米；
其中所述组合物包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
X为羟基或可水解的基团，R1为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅键合的可水解基团；和
(D)5-300重量份无机粉末；和
(2)固化该室温可固化的有机聚硅氧烷组合物。
14.一种方法，其特征在于：
(1)将(C1)铂化合物加入到下述组合物中，其中基于室温可固化的有机聚硅氧烷组合物的重量，铂化合物的用量使得金属铂的存在量为1-2000ppm，其中所述组合物包括：
(A)100重量份有机聚硅氧烷，它在25℃下的粘度为100-500000mPa.s，和在一个分子内具有1.5个或更多个由通式(X)aR1 3-aSi-表示的端基，其中
各X独立地为羟基或可水解的基团，各R1独立地为单价烃基或卤素取代的单价烃基，和a是1、2或3；
(B)0.01-40重量份选自硅烷或硅氧烷低聚物的交联剂，其中
该交联剂的每个分子具有三个或更多个硅键合的可水解基团；
(C2)有机硅氧烷低聚物，其中
该有机硅氧烷低聚物含有芳基和链烯基，
该有机硅氧烷低聚物每个分子中具有8个或更少的硅原子，和
该有机硅氧烷低聚物在各分子内含有由式-(R2)(R3)SiO-(R2)(R3)Si-表示的至少一个二价有机硅氧烷基团，
其中R2是芳基，和R3是链烯基；
其中有机硅氧烷低聚物的存在量使得相对于组分(C1)中的每1mol铂原子，该组合物含有至少2mol的组分(C2)；和
(D)5-300重量份无机粉末；和
(2)固化该室温可固化的有机聚硅氧烷组合物。
15.权利要求14的方法，其中预混合组分(C1)和组分(C2)，形成混合物，和将该混合物与组分(A)、(B)和(D)混合。
16.通过权利要求13、14或15的方法制备的产品。
17.权利要求16的产品，其中产品选自在电子和电气器件中使用的涂料、密封剂或粘合剂。
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