DE60126436T2 - Neues silikonmaterial, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung - Google Patents

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Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Silicon-Kautschuk-Material, das in einem festen Zustand vorliegt und ein hohes Klebe-Vermögen aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des Silicon-Kautschuk-Materials und betrifft dessen Verwendung in ein Rutschen verhindernden selbstklebenden Materialien.
  • Technischer Hintergrund
  • Der Stand der Technik offenbarte nur fließende oder im flüssigen Zustand befindliche, druckempfindliche Siliconharz-Kleber. Derartige Kleber sind unbequem in der Verwendung, und es ist schwierig, eine einheitliche Dicke zu erhalten. Die Druckschrift JP 62-225,580 offenbarte ein Verfahren zum beschichtungsmäßigen Auftragen von druckempfindlichen Siliconharz-Klebern auf ein Substrat. Das US-Patent Nr. 5,023,288 offenbarte weiter ein Verfahren zum beschichtungsmäßigen Aufbringen von druckempfindlichen Siliconharz-Klebern auf ein Substrat, das eine Verbesserung der Zugfestigkeit von druckempfindlichen Siliconharz-Klebern zum Ziel hatte, um ein dünneres, druckempfindliches Siliconharz-Kleber-Überzugsmaterial zu erhalten. Von dem vorstehend zitierten Stand der Technik kann ersehen werden, dass eine Verwendung von druckempfindlichen Siliconharz-Klebern derzeit beschränkt ist auf ein Aufbringen auf ein Substrat und ein anschließendes Verarbeiten des beschichteten Substrats zu einem Kautschuk-Band. Wenn druckempfindliche Siliconharz-Kleber unabhängig verwendet werden, werden sie immer in flüssiger Form verwendet.
  • In der Druckschrift US-4,889,576 ist ein Verfahren zum Verwenden von druckempfindlichen Siliconharz-Klebern zum Binden von Textilien, die mit Silicon-Kautschuk überzogen sind, offenbart. In diesem Fall können Textil-Materialien, die mit Silicon-Kautschuk überzogen sind, hergestellt werden durch Presswalzen, Rakelbeschichten oder Eintauch-Beschichten einer Silicon-Kautschuk-Zusammensetzung und anschließendes Thermohärten oder Stehen bei Raumtemperatur. Die druckempfindlichen Siliconharz-Kleber bestehen aus einem Polysiloxan, das zwei organische Gruppen aufweist, die in der Lage sind, eine Bindung mit Silicium zu bilden, einem Organohydropolysiloxan, einem Pt-Katalysator und einem Intensivier-Füllstoff, oder sie können bestehen aus einem Polysiloxan, das zwei organische Gruppen aufweist, einem organischen Peroxid und einer intensivierenden Verbindung. In diesem Patent wurden die Fasern, die mit Silicon-Kautschuk überzogen sind, mit druckempfindlichen Siliconharz-Klebern übereinander geschichtet, und dem folgte ein Verfahrensschritt der Press-Haftung und der Wärme-Härtung.
  • Das Dokument US-A 5,429,872 offenbart eine einen Hochreibungs-Kautschuk bildenden Zusammensetzung, die umfasst: (a) eine Silicon-Kautschuk-Verbindung, die ein Organosiloxan enthält, das eine Phenyl-Gruppe als zwingende Komponente umfasst; und (b) eine Silicon-Kautschuk-Verbindung, die ein Organopolysiloxan enthält, das wenigstens 98 Mol-% einer Methyl-Gruppe als Substituent umfasst.
  • Das Dokument US-A 5,254,644 bezieht sich auf selbstklebende Silicon-Zusammensetzungen, die wärmebeständige Silicon-Klebe-Schichten bilden. Die Zusammensetzungen stellen im flüssigen Zustand befindliche Siliconharz-Kleber zum beschichtungsmäßigen Auftragen auf Bänder oder Etiketten dar und umfassen (A) einen Organopolysiloxan-Rohkautschuk mit hoher Viskosität; (B) ein Organosiloxan, das R3'SiO2- und SiO2-Einheiten umfasst, (C) ein Organowasserstoff-Polysiloxan, (D) einen Platin-Katalysator und (E) ein Organopolysiloxan mit hohem Vinyl-Gehalt (Siliconöl).
  • Auch das Dokument EP-A 0 255 226 offenbart im flüssigen Zustand befindliche, selbstklebende Silicon-Zusammensetzungen.
  • In Schlussfolgerung daraus kann festgestellt werden, dass bisher kein fester Silicon-Kautschuk mit selbstklebenden Eigenschaften im Stand der Technik angesprochen wur de. Jedoch öffnet die vorliegende Erfindung einen vollständigen neuen Bereich dadurch, dass durch Verwendung der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung ein fester Silicon-Kautschuk, der Selbstklebe-Vermögen aufweist, hergestellt werden kann. Da ein solcher Silicon-Kautschuk Klebe-Vermögen aufweist und auch in fester Form vorliegt, ist seine Anwendungsperspektive extensiv breit.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein festes Silicon-Kautschuk-Material mit hohem Klebe-Vermögen bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung des Silicon-Kautschuk-Materials vorzusehen.
  • Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Verwendung des Silicon-Kautschuk-Material-Produkts, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, im Bereich von ein Rutschen verhindernden selbstklebenden Materialien einzusetzen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein festes Silicon-Kautschuk-Material mit hohem Klebe-Vermögen unerwarteter Weise erhalten durch Mischen und Umsetzen eines im Händel erhältlichen Siloxan-Siliciumoxid-Gel-Rohmaterials, eines Methylsiloxan-Harzes und eines Vernetzungsmittels. Die Erfinder haben weiter gefunden, dass der Silicon-Kautschuk, der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, ein Rutschen verhindernde und selbstklebende Eigenschaften zeigt und dass ein Gegenstand, dessen Rutschen unerwünscht ist, auf dem Silicon-Kautschuk platziert werden kann, was das Gleiten verhindert.
  • Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein festes Silicon-Kautschuk-Material-Produkt, hergestellt durch Mischen, Umsetzen und Pressformen oder Spritzformen von Ausgangsmaterialien, die umfassen: ein Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel mit einem Polymerisationsgrad von 7.000 bis 8.000; ein Methylsiloxan-Harz und ein Vernetzungsmittel.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des Produkts gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 beansprucht.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Reaktions-Formen des oben beanspruchten festen Silicon-Kautschuk-Material-Produkts, wobei das Form-Verfahren ein Druck-Form-Verfahren oder ein Spritzform-Verfahren einschließt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte des Press-Vulkanisierens und Brennens.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Silicon-Kautschuk.
  • Die Ausgangs-Materialien zur Herstellung des Silicon-Kautschuks umfassen ein Methylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, das einen Polymerisations-Grad von 7.000 bis 8.000 aufweist, ein Methylsiloxan-Harz und ein Peroxid-Vernetzungsmittel umfasst oder ein Vernetzungsmittel, das Pt und ein Organohydropolysiloxan umfasst. Ein festes Silicon-Kautschuk-Material, das ein hohes Haftvermögen aufweist, wird erhalten unerwarteterweise durch Mischen und Umsetzen der vorgenannten Ausgangsmaterialien.
  • Das Folgende erläutert das vorliegende Verfahren im Einzelnen.
  • Das Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel hat einen Polymerisations-Grad von 7.000 bis 8.000.
  • Beispiele von Organohydropolysiloxan-Vernetzungsmitteln schließen ein: Trimethylsiloxy-terminiertes Methylhydropolysiloxan, Trimethylsiloxy-terminiertes Dimethylsiloxan-Methylhydrosiloxan-Copolymer, Dimehtylphenylsiloxy-terminiertes Methylphenylsiloxan-Methylhydrosiloxan-Copolymer.
  • Die Organohydropolysiloxane haben vorzugsweise die folgende Struktur:
  • Figure 00050001
  • Die Methylsiloxan-Harze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind im Handel erhältlich. Vorzugsweise werden die folgenden Methylsiloxan-Harze mit einer Vernetzungsstruktur und einem Polymerisations-Grad vorzugsweise von 7.000 bis 8.000 im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet:
  • Figure 00060001
  • Beispiele von Pt-Katalysatoren schließen ein: Platin-Schwarz, Chloroplatinsäure, Platintetrachlorid, einen Komplex aus Chloroplatinsäure und Olefinen, einen Komplex aus Chloroplatinsäure und Methylvinylsiloxan und dergleichen.
  • Die Peroxide umfassen Benzoylperoxid, Di-(2,4-dichlorbenzoyl-)peroxid, Dicumylperoxid, Di-tert-butylperoxid, p-Monochlorbutylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert-butylperoxyhexan, Di-tert-butylperoxyperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy-)hexan und tert-Butylcumylperoxid. Bevorzugtes Vernetzungsmittel ist 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert-butylperoxyhexan, und noch mehr bevorzugte Vernetzungsmittel sind im Handel erhältliche Vernetzungsmittel mit den Handelsnamen C-8, C-8A oder C-8B und werden hergestellt von der Firma Shin-Etsu Silicone Corp., Japan. Das Vernetzungsmittel wird verwendet in einer Menge von 0,3 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der anderen Rohstoffe.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
    Reaktionsweg A: Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel + Peroxid + Methylsiloxan-Harz → Produkt;
    Reaktionsweg B: Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel + Organohydropolysiloxan + Methylsiloxan-Harz
    Figure 00070001
    Produkt.
  • Das Form-Verfahren des Silicon-Kautschuks gemäß der vorliegenden Erfindung ist speziell wie folgt:
    Kompressions-Form-Verfahren: Dieser Begriff bezieht sich auf ein Form-Verfahren, das durchgeführt wird unter Verwendung einer herkömmlichen Öl-Presse unter einem Form-Druck von 150 bis 220 t, und die Düse wird geschlossen bei einer Temperatur von 120 bis 280°C. Die Verschlusszeit der Düse ist etwa 200 bis 2.000 s, abhängig von dem unterschiedlichen Maß der Düse zum Formen der Formulierung durch Reaktion.
    Spritzform-Verfahren: Dieser Begriff bezieht sich auf ein Form-Verfahren, das durchgeführt wird unter Verwendung einer Spritzgieß-Vorrichtung unter einem Druck von 20 bis 200 kg bei einer Temperatur von 150 bis 280°C für etwa 100 bis 1.000 s.
    Heißluft-Härten: Dieser Begriff bezieht sich auf ein Form-Verfahren durch Kneten der Ausgangsmaterialien mit mehreren Walzen und anschließendes Überführen der gekneteten Mischung in einen Ofen bei 100 bis 300°C in gegebener Dicke und Formen der Mischung für 100 bis 600 s.
  • Das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch Formen des herkömmlichen Silicon-Kautschuks und eines Vernetzungsmittels gemäß einem der oben erwähnten Verfahren und anschließendes Aufheizen des geformten Produkts auf 200°C für 4 h.
  • Der Silicon-Kautschuk, der gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, hat derartige Rutsch-verhindernde und selbstklebende Eigenschaften, dass ein Gegenstand, dessen Rutschen unerwünscht ist, auf dem Silicon-Kautschuk platziert werden kann, was das Rutschen verhindern kann. Der Silicon-Kautschuk kann eine gute Haftung erreichen bei herkömmlichen tragbaren Telefonen, Sonnenbrillen, Kosmetika, Papierbänder, Briefen, Photographien oder Photographie-Rahmen und dergleichen und kann auch auf das Armaturenbrett eines Autos, an Türen von Gefrierschränken, an Computer-Bildschirmen oder Wänden eines Waschraums bzw. einer Toilette angebracht werden.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 2 Gew.-Teile C-8 und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend Druckvulkanisiert unter Anwendung eines herkömmlichen Druck-Form-Verfahrens bei 165°C für 10 min, und das Produkt wurde auf 200°C für 4 h erwärmt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 2
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 0,5 Gew.-Teile C-8A und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Druck-Form-Verfahrens bei 165°C für 10 min Druck-vulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 3
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 1 Gew.-Teil C-8B und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Druck-Form-Verfahrens bei 165°C für 10 min Druck-vulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 4
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 3 Gew.-Teile C-8 und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Druck-Form-Verfahrens bei 165°C für 10 min Druck-vulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 5
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 2 Gew.-Teile C-8 und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Spritz-Form-Verfahrens bei 165°C für 10 min Druck-vulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 6
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 2 Gew.-Teile C-8 und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines Heißluft-Härtungs-Verfahrens bei 165°C für 10 min Druckvulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 7
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 1,5 Gew.-Teile C-3 und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Heißluft-Härtungs-Verfahrens bei 155°C für 10 min Druck-vulkanisiert und anschließend auf 200°C für 4 h erhitzt und so ein Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Beispiel 8
  • 100 Gew.-Teile Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel, 0,5 Gew.-Teile Organohydropolysiloxan und Pt, 2,5 Gew.-Teile C-19 (enthaltend einen HC≡C-Verbindungs-Inhibitor mit einer Struktur Formel R1C≡CR2, worin R1 und R2 reaktive freie Radikale sind; Firma Japan Shin-Etsu Silicone Corp.) und 10 Gew.-Teile Methylsiloxan-Harz wurden einheitlich gemischt und anschließend unter Anwendung eines herkömmlichen Pressform-Verfahrens bei 120°C für 10 min Druck-vulkanisiert und auf 200°C für 4 h erhitzt und so das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.
  • Unerwarteterweise haben die Silicon-Kautschuk-Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung ein sehr starkes Haftvermögen. Weiter haben die Silicon-Kautschuk-Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene überlegene Eigenschaften, abhängig von der unterschiedlichen Härte der gewählten Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise diejenigen, die in Tabelle 1 gezeigt sind (basierend auf Shore-A-30-Härtegraden):
  • Tabelle 1
    Figure 00100001

Claims (10)

  1. Festes Silicon-Kautschuk-Material-Produkt, hergestellt durch Mischen, Umsetzen und Pressformen oder Spritzformen von Ausgangsmaterialien, die umfassen: ein Dimethylvinylsiloxan-Siliciumoxid-Gel mit einem Polymerisationsgrad von 7.000 bis 8.000; ein Methylsiloxan-Harz und ein Vernetzungsmittel.
  2. Produkt nach Anspruch 1, worin Methylsiloxan-Harze eine Netzstruktur wie folgt aufweisen.
    Figure 00110001
  3. Produkt nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Vernetzungsmittel ein Peroxid ist.
  4. Produkt nach Anspruch 3, worin das Vernetzungsmittel 2,5-Dimethyl-2,5-di-tert-butylperoxyhexan ist.
  5. Produkt nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Vernetzungsmittel ein Organohydropolysiloxan ist, in dem Pt als Katalysator verwendet wird.
  6. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Vernetzungsmittel in einer Menge von 0,3 bis 4 Gew.-% verwendet wird, bezogen auf das Gewicht anderer Ausgangsmaterialien.
  7. Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches ein Rutschen verhinderndes und selbstklebendes Material ist.
  8. Produkt nach Anspruch 7, welches eine gute Haftung erzielen kann bei üblichen tragbaren Telefonen, Sonnenbrillen, Kosmetika, Papierbändern, Briefen, Photographien oder Photographierahmen und dergleichen, und welches ein Gegenstand ist, der auf das Armaturenbrett eines Autos, an Türen von Eisschränken, an Computer-Bildschirmen oder an Wänden im Bad bzw. der Toilette aufgebracht werden kann.
  9. Verfahren zum Reaktionsformen des Produkts nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Formverfahren ein Druckform-Verfahren, Spritzform-Verfahren oder Heißluft-Härtungs-Formverfahren einschließt.
  10. Reaktions-Form-Verfahren nach Anspruch 9, umfassend die Schritte des Press-Vulkanisierens und Brennens.
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