TWI386380B - 具有降低透氣性之室溫固化矽氧烷密封劑組合物之絕緣玻璃元件 - Google Patents

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Description

具有降低透氣性之室溫固化矽氧烷密封劑組合物之絕緣玻璃元件
本發明大體而言係關於熱絕緣結構，且更特定言之係關於一種經具有降低之對氣體或氣體混合物之滲透性的室溫固化組合物密封之高熱效率、絕緣玻璃元件結構。
絕緣玻璃元件(IGU)通常具有藉由間隔物分離之兩塊玻璃板。將兩塊玻璃板彼此平行置放並將其周邊密封，從而使板間之間隙或內部間隙完全封閉。內部間隙通常填充有空氣。歸因於內部間隙中所包括之空氣絕緣層，使得與單一玻璃板比較，經由此典型構造之絕緣玻璃元件轉移的能量減少。藉由增加板間之間距以增加絕緣空氣層可進一步降低能量轉移。但存在最大間距之限制，超過該最大間距，則板間之空氣對流可增加能量轉移。藉由以額外內部間隙之形式添加多個絕緣層並封閉玻璃板可進一步降低能量轉移。舉例而言，藉由兩個內部間隙分離三塊平行隔開之玻璃板並將其周邊密封。以此方式，使板間距保持在由空域中對流作用所強加之最大界限以下，亦可進一步降低總能量轉移。若需要進一步降低能量轉移，則可添加額外內部間隙。
此外，藉由以更稠密、更低傳導性之氣體替代密封絕緣玻璃窗中之空氣可降低密封絕緣玻璃元件中之能量轉移。適當之氣體應為無色、無毒、無腐蝕性、不可燃、不受曝露至紫外輻射影響且比空氣稠密並比空氣傳導性低的氣體。氬、氪、氙及六氟化硫為通常用於替代絕緣玻璃窗中之空氣以降低能量轉移之氣體的實例。
當前，使用各種類型之密封劑來製造包括固化與非固化系統之絕緣玻璃元件。液體聚硫醚、聚胺基甲酸酯及聚矽氧表示常用固化系統，而基於聚丁烯－聚異戊二烯共聚物橡膠之熱熔融密封劑通常用作非固化系統。
液體聚硫醚及聚胺基甲酸酯通常為包含僅在塗覆於玻璃之前混合之基質及固化劑的兩組份系統。聚矽氧可為一組份以及兩組份系統。在可將絕緣玻璃元件移至下一製造階段之前，兩組份系統需要固定之混合比例、兩部分混合設備及固化時間。
然而，該等密封劑組合物易受用於增強絕緣玻璃元件效能之低傳導性能量轉移氣體(例如氬)之滲透性影響。由於此滲透性，玻璃板之間藉由氣體維持之降低之能量轉移隨時間而喪失。
仍需要克服上述缺點且特別適於應用之易於塗覆且具有優良黏著力之具有良好障壁保護作用及甚至更高熱絕緣穩定性的密封劑。
本發明係關於一種具有增加之熱絕緣穩定性之絕緣玻璃元件。特定言之，本發明係關於一種絕緣玻璃元件，其包含至少兩個以彼此間隔之關係隔開的玻璃薄板；其間之低導熱性氣體；及氣體密封劑成份，其包括由下列物質構成之可固化密封劑組合物：a)二有機聚矽氧烷，其顯示出對於該氣體之滲透性；b)至少一種聚合物，其對該氣體之滲透性小於二有機聚矽氧烷聚合物的滲透性；c)交聯劑；及d)用於交聯劑反應之催化劑。
本發明之可固化密封劑組合物有利地使透氣性降低50%且使水分滲漏降低，其使絕緣玻璃元件(IGU)具有延長使用期。
本文揭示本發明之詳細實施例。然而，應瞭解所揭示之可以各種形式具體體現的實施例僅為本發明之例示說明。因此，本文所揭示之細節不應解釋為對申請專利範圍構成限制，而僅為申請專利範圍之依據及用於教示熟習此項技術者如何製造及/或使用本發明之基礎。
參看圖1，展示併入可固化密封劑組合物7以使相鄰玻璃片1、2分離且密封其間之不透氣間隙6的絕緣玻璃元件10。熟習此項技術者將易於瞭解，有關本發明之可固化密封劑組合物7之發明概念可在不背離本發明精神之情況下以多種方式應用。舉例而言，預期本發明之可固化密封劑組合物可與其他材料結合使用，該等其他材料諸如各種類型之玻璃，包括透明漂浮玻璃、退火玻璃、強化玻璃、日光玻璃、著色玻璃及低輻射(Low－E)玻璃、丙烯酸系薄板及聚碳酸酯薄板。
根據本發明，可固化密封劑組合物7係塗覆於具有雙面玻璃結構之絕緣玻璃元件構造中。因此，絕緣玻璃元件通常包括由連續間隔物5分離之第一玻璃片1及第二玻璃片2、位於第一玻璃片1與第二玻璃片2之間的初級密封劑4及可固化密封劑組合物7。根據本發明使用可固化密封劑組合物7使得氣體障壁特徵及水分滲漏特徵得以改良。因此，可固化密封劑組合物7使絕緣玻璃元件之使用效能得以延長。
當使用初級密封劑4及本發明之可固化密封劑組合物7將玻璃薄板密封成間隔物5時，連續間隔物5之尺寸將確定形成於第一玻璃1與第二玻璃2之間之不透氣間隙6的尺寸。如此項技術中所知，玻璃壓條8係置放於玻璃薄板1及2與窗框9之間。
可用將會保持絕緣玻璃元件之不透氣間隙6之密封內部乾燥的乾燥劑填充間隔物5。乾燥劑應為不吸附低導熱性氣體或在使用氣體混合物填充絕緣玻璃元件內部時所使用之其他氣體者。
絕緣玻璃元件之初級密封劑4可包含如此項技術中已知之聚合材料。例如，橡膠基質材料，諸如聚異丁烯、丁基橡膠、聚硫醚、EPDM橡膠腈橡膠或其類似物。其他材料包括(但不限於)包含聚異丁烯/聚異戊二烯共聚物、聚異丁烯聚合物、溴化烯烴聚合物、聚異丁烯與對甲基苯乙烯之共聚物、聚異丁烯與溴化對甲基苯乙烯之共聚物、丁基橡膠－異丁烯與異戊二烯之共聚物、乙烯－丙烯共聚物、聚硫醚聚合物、聚胺基甲酸酯聚合物及苯乙烯丁二烯聚合物之複合物。
如上文所述，初級密封劑4可由諸如聚異丁烯之具有極佳密封特性之材料製造。玻璃壓條8為有時稱為玻璃墊料且可為聚矽氧或丁基形式之密封劑。可將乾燥劑嵌於連續間隔物5中且意欲將水分自絕緣玻璃或玻璃片1與玻璃片2之間的不透氣間隙移除。
本發明之可固化密封劑組合物7包含二有機聚矽氧烷聚合物或其摻合物及至少一種額外聚合物。下文提供對於調配物之每一組份的基本描述：二有機聚矽氧烷或二有機聚矽氧烷之摻合物，其顯示出對氣體或氣體混合物之滲透性，其中每一聚合物鏈末端處之矽原子係經矽烷醇封端；由此，矽氧烷之黏度在25℃下可為約1,000至200,000 cps；聚合物，其顯示出小於二有機聚矽氧烷聚合物(a)之滲透性之對氣體或氣體混合物的滲透性；矽酸烷基酯交聯劑，其具有通式(R14 O)(R15 O)(R16 O)(R17 O)Si；催化劑，其可用於製造交聯聚矽氧密封劑組合物。
本發明之密封劑組合物可另外包含可選組份，諸如填充劑、黏著促進劑、非離子界面活性劑及其類似物，及其混合物。
經矽烷醇封端之二有機聚矽氧烷聚合物(a)通常具有下式：Ma Db D'c ，其中下標a＝2，且b等於或大於1且下標c為零或正數，其中M＝(HO)3－x－y R1 x R2 y SiO1/2 ；其中下標x＝0、1或2且下標y為0或1，其限制條件為x＋y小於或等於2，其中R1 及R2 為獨立選擇之一價C1 至C60 烴基；其中D＝R3 R4 SiO1/2 ；其中R3 及R4 為獨立選擇之一價C1 至C60 烴基；其中D'＝R5 R6 SiO2/2 ；其中R5 及R6 為獨立選擇之一價C1 至C60 烴基。
在本發明之一實施例中，其中每一聚合物鏈末端處之矽原子經矽烷醇封端之二有機聚矽氧烷(a)的併入含量在總組合物之約50重量%至約99重量%範圍內。在本發明之另一實施例中，二有機聚矽氧烷聚合物或二有機聚矽氧烷聚合物之摻合物(a)的併入含量在總組合物之約60重量%至約95重量%範圍內。在本發明之又一實施例中，二有機聚矽氧烷聚合物或二有機聚矽氧烷聚合物之摻合物(a)在總組合物之約65重量%至約95重量%範圍內。
本發明之可固化密封劑組合物7另外包含至少一種聚合物(b)，其顯示出小於二有機聚矽氧烷聚合物(a)之滲透性之對氣體或氣體混合物的滲透性。
適當聚合物(b)顯示出小於二有機聚矽氧烷聚合物(a)之滲透性之對氣體或氣體混合物的滲透性，其包括聚乙烯，諸如低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)及高密度聚乙烯(HDPE)；聚丙烯(PP)；聚異丁烯(PIB)；聚乙酸乙烯酯(PVAc)；聚乙烯醇(PVOH)；聚苯乙烯；聚碳酸酯；聚酯，諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、經二醇改質之聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)；聚氯乙烯(PVC)；聚偏二氯乙烯；聚偏二氟乙烯；熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)；丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚氟乙烯(PVF)；聚醯胺(耐倫(nylon))；聚甲基戊烯；聚醯亞胺(PI)；聚醚醯亞胺(PEI)；聚醚醚酮(PEEK)；聚碸；聚醚碸；乙烯氯三氟乙烯；聚四氟乙烯(PTFE)；乙酸纖維素；乙酸丁酸纖維素；塑化聚氯乙烯；離聚物(Surtyn)；聚苯硫醚(PPS)；苯乙烯－順丁烯二酸酐；經改質之聚苯醚(PPO)及其類似物，及其混合物。
可固化密封劑組合物7之聚合物(b)在性質上亦可具有彈性，實例包括(但不限於)乙烯－丙烯橡膠(EPDM)、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚異戊二烯、聚胺基甲酸酯(TPU)、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯(SBS)、苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯(SEEBS)、聚甲基苯基矽氧烷(PMPS)及其類似物。
該等聚合物可單獨或組合摻合；或以共聚物之形式摻合，例如聚碳酸酯－ABS摻合物、聚碳酸酯聚酯摻合物；或以接枝聚合物之形式摻合，諸如矽烷接枝之聚乙烯及矽烷接枝之聚胺基甲酸酯。
在本發明之一實施例中，可固化密封劑組合物7具有選自由下列各物質組成之群的聚合物：低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及其混合物。在本發明之另一實施例中，可固化密封劑組合物具有選自由下列各物質組成之群的聚合物：低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)及其混合物。在本發明之又一實施例中，可固化密封劑組合物聚合物為線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
在本發明之一實施例中，可固化密封劑組合物含有約50至約99重量%之二有機聚矽氧烷聚合物及約1至約50重量%之聚合物(b)。在本發明之另一實施例中，可固化密封劑組合物含有約60至約95重量%之二有機聚矽氧烷聚合物及約5至約40重量%之聚合物(b)。在本發明之又一實施例中，可固化密封劑組合物含有約65至約95重量%之二有機聚矽氧烷聚合物及約5至約35重量%之聚合物(b)。
可藉由此項技術中已知之彼等方法執行摻合二有機聚矽氧烷聚合物(a)與聚合物(b)之方法，該等已知方法例如熔融摻合、溶液摻合或將聚合物粉末組份(b)混入二有機聚矽氧烷聚合物(a)中。
適用於可固化密封劑組合物之矽氧烷的交聯劑(c)可包括以下通式之矽酸烷基酯：(R14 O)(R15 O)(R16 O)(R17 O)Si，其中R14 、R15 、R16 及R17 為獨立選擇之一價C1 至C60 烴基。
可用於本文中之交聯劑包括(但不限於)矽酸四－正丙酯(NPS)、矽酸四乙酯及甲基三甲氧基矽烷及類似經烷基取代之烷氧基矽烷組合物，及其類似物。
在本發明之一實施例中，矽酸烷基酯(交聯劑)之併入含量在約0.1重量%至約10重量%範圍內。在本發明之另一實施例中，矽酸烷基酯(交聯劑)之併入含量在約0.3重量%至約5重量%範圍內。在本發明之又一實施例中，矽酸烷基酯(交聯劑)之併入含量在總組合物之約0.5重量%至約1.5重量%範圍內。
適當之催化劑(d)可為已知可用於製造交聯聚矽氧密封劑組合物之任何催化劑。催化劑可包括金屬及非金屬催化劑。可用於本發明中之金屬縮合催化劑之金屬部分的實例包括錫、鈦、鋯、鉛、鐵、鈷、銻、錳、鉍及鋅化合物。
在本發明之一實施例中，可用於製造交聯可固化密封劑組合物之錫化合物包括：錫化合物，諸如二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二甲氧化二丁基錫、辛酸錫、三蟲蠟酸異丁基錫(isobutyltintriceroate)、氧化二丁基錫、溶解之氧化二丁基錫、雙－二異辛基苯二甲酸二丁基錫、雙－三丙氧基矽烷基二辛基錫、雙乙醯丙酮二丁基錫、矽烷化二氧化二丁基錫、三辛二酸甲氧羰基苯基錫、三蟲蠟酸異丁基錫、二丁酸二甲基錫、二新癸酸二甲基錫、酒石酸三乙基錫、二苯甲酸二丁基錫、油酸錫、環烷酸錫、三－2－乙基己基己酸丁基錫及丁酸錫及其類似物。在另一實施例中，可用於製造交聯可固化密封劑組合物之錫化合物為螯合鈦化合物，例如，雙(乙醯乙酸乙酯)1,3－丙二氧基鈦、雙(乙醯乙酸乙酯)二－異丙氧基鈦；及鈦酸四烷酯，例如鈦酸四正丁酯及鈦酸四異丙酯。在本發明之又一實施例中，使用雙β－二酮酸二有機錫來製造交聯可固化密封劑組合物。
在本發明之一態樣中，催化劑為金屬催化劑。在本發明之另一態樣中，金屬催化劑係選自由錫化合物組成之群，且在本發明之又一態樣中，金屬催化劑為溶解之氧化二丁基錫。
在本發明之一實施例中，催化劑之併入含量在總組合物之約0.001重量%至約1重量%範圍內。在本發明之另一實施例中，催化劑之併入含量在總組合物之約0.003重量%至約0.5重量%範圍內。在本發明之又一實施例中，催化劑之併入含量在總組合物之約0.005重量%至約0.2重量%範圍內。
本發明之可固化密封劑組合物可另外包含作為黏著促進劑之烷氧基矽烷或烷氧基矽烷之摻合物。在一實施例中，黏著促進劑可為n－2－胺基乙基－3－胺基丙基三甲氧基矽烷及1,3,5－參(三甲氧基矽烷基丙基)異氰酸酯之組合摻合物。可用於本發明中之其他黏著促進劑包括(但不限於)n－2－胺基乙基－3－胺基丙基三乙氧基矽烷、γ－胺基丙基三乙氧基矽烷、γ－胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷、雙－(γ－三甲氧基矽烷基丙基)胺、N－苯基－γ－胺基丙基三甲氧基矽烷、三胺基官能性三甲氧基矽烷、γ－胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ－胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基胺基丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基丙基乙基二甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、β－(3,4－環氧基環己基)丙基三甲氧基矽烷、β－(3,4－環氧基環己基)乙基甲基二甲氧基矽烷、異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、異氰酸基丙基甲基二甲氧基矽烷、β－氰基乙基三甲氧基矽烷、γ－丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、4－胺基－3,3,－二甲基丁基三甲氧基矽烷及n－乙基－3－三甲氧基矽烷基－2－甲基丙胺及其類似物。
烷氧基矽烷(黏著促進劑)之併入含量在約0.1重量%至約20重量%範圍內。在本發明之一實施例中，黏著促進劑在總組合物之約0.3重量%至約10重量%範圍內。在本發明之另一實施例中，黏著促進劑在總組合物之約0.5重量%至約2重量%範圍內。
本發明之可固化密封劑組合物亦可包含填充劑。本發明之適當填充劑包括(但不限於)經諸如硬脂酸酯或硬脂酸之化合物處理的經研磨、沉澱及膠狀碳酸鈣；增強二氧化矽，諸如煅製二氧化矽、沉澱二氧化矽、矽膠及疏水二氧化矽及矽膠；壓碎及經研磨石英；氧化鋁；氫氧化鋁；氫氧化鈦；矽藻土；氧化鐵；碳黑及石墨；或黏土，諸如高嶺土、膨潤土或蒙脫石；及其類似物。
在本發明之一實施例中，填充劑為碳酸鈣填充劑、二氧化矽填充劑或其混合物。所添加之填充劑的類型及量視固化聚矽氧組合物之所需物理特性而定。在本發明之另一實施例中，填充劑之量為總組合物之0重量%至約80重量%。在本發明之又一實施例中，填充劑之量為總組合物之約10重量%至約60重量%。在本發明之另一實施例中，填充劑之量為總組合物之約30重量%至約55重量%。填充劑可為單一物質或兩種或兩種以上物質之混合物。
在本發明之另一實施例中，可固化密封劑組合物含有來自所謂"奈米黏土"或"黏土"之一般種類的無機物質。"有機黏土"為已經有機分子(亦稱為剝離劑)處理的能夠與存在於多層之層間表面處之陽離子經歷離子交換反應的黏土或其他分層材料。
在本發明之一實施例中，本文所使用之黏土材料包括天然或合成頁矽酸鹽(phyllosilicate)，尤其層列黏土，諸如蒙脫石、鈉蒙脫石、鈣蒙脫石、鎂蒙脫石、綠脫石、貝得石(beidellite)、鉻膨潤石、合成鋰皂石、鋰皂石、皂石、鋅蒙脫石、magadite、斜水矽鈉石(kenyaite)、sobockite、svindordite、矽鎂石、滑石、雲母、高嶺土以及蛭石、多水高嶺土、鋁酸鹽氧化物或水滑石，及其類似物及其混合物。在另一實施例中，其他有用之分層材料包括雲母礦物，諸如伊利石(illite)；及混合分層伊利石/蒙脫石礦物，諸如累托石(rectorite)、tarosovite、ledikite，及伊利石與上文所述之黏土礦物的混雜物。在本發明之實踐中，可使用任何可膨脹分層材料，(當量測無水頁矽酸鹽時)其充分吸附有機分子以使相鄰頁矽酸鹽片之間之層間間隙增加至至少5埃(angstrom)或至少10埃。
上述微粒可為天然或合成微粒，諸如蒙脫石黏土。此特性可影響粒度，且就本發明而言，微粒應具有介於0.01 μm與5 μm之間且較佳介於0.05 μm與2 μm之間且更佳介於0.1 μm與1 μm之間之橫向尺寸。微粒之厚度或垂直尺寸可於0.5 nm與10 nm之間且較佳於1 nm與5 nm之間變化。
在本發明之另一實施例中，可用於處理或改質黏土及分層材料之有機及無機化合物包括陽離子界面活性劑，諸如銨、氯化銨、烷基銨(一級、二級、三級及四級)、脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物之鏻或鋶衍生物。此等有機分子係在本文所討論之"表面改質劑"或"剝離劑"中。可用於處理黏土及分層材料之其他有機或無機分子包括具有結構R3 R4 R5 N之胺化合物(或相應銨離子)，其中R3 、R4 及R5 在一實施例中為C1 至C30 烷基或烯烴，在另一實施例中為C1 至C20 烷基或烯烴，其可相同或不同。在一實施例中，有機分子為長鏈三級胺，其中R3 為C14 至C20 烷基或烯烴。在另一實施例中，R4 及或R5 亦可為C14 至C20 烷基或烯烴。在本發明之又一實施例中，改質劑可為具有結構R6 R7 R8 N之胺，其中R6 、R7 及R8 為C1 至C30 烷氧基矽烷或C1 至C30 烷基或烯烴及烷氧基矽烷之組合。
經處理或經改質以形成有機黏土之適當黏土包括(但不限於)蒙脫石、鈉蒙脫石、鈣蒙脫石、鎂蒙脫石、綠脫石、貝得石、鉻膨潤石、合成鋰皂石、鋰皂石、皂石、鋅蒙脫石、magadite、斜水矽鈉石、sobockite、svindordite、矽鎂石、蛭石、多水高嶺土石、鋁酸鹽氧化物、水滑石、伊利石、累托石、tarosovite、ledikite及其混合物。本發明之有機黏土可另外包含銨、一級烷基銨、二級烷基銨、三級烷基銨、四級烷基銨、脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物之鏻衍生物或脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物之鋶衍生物中之一或多者。在本發明之一實施例中，有機黏土為經烷基銨改質之蒙脫石。
根據本發明之實施例，併入本發明之密封劑組合物中之黏土的量較佳為使密封劑之透氣性降低的有效量。在本發明之一實施例中，本發明之密封劑組合物含有0至約50重量%之奈米黏土。在另一實施例中，本發明之組合物具有約1至約20重量%之奈米黏土。
本發明之可固化密封劑組合物可視情況包含選自由下列各物質組成之界面活性劑之群的非離子界面活性劑化合物：聚乙二醇、聚丙二醇、乙氧基化蓖麻油、油酸乙氧化物、烷基酚乙氧化物、氧化乙烯(EO)與氧化丙烯(PO)之共聚物及聚矽氧與聚醚之共聚物(聚矽氧聚醚共聚物)、聚矽氧與氧化乙烯及氧化丙烯之共聚物的共聚物及其混合物，該非離子界面活性劑化合物之量係在總組合物之略高於0重量%至約10重量%、更佳約0.1重量%至約5重量%且最佳約0.5重量%至約0.75重量%範圍內。
本發明之可固化密封劑組合物可使用習知用於在室溫下硫化(RTV)聚矽氧組合物之其他成份(諸如著色劑、顏料及增塑劑)來製備，只要其不干擾所需特性即可。
此外，如此項技術中已知，可使用矽氧烷聚合物之熔融、溶劑化及原位聚合來製備該等組合物。
摻合二有機聚矽氧烷聚合物與聚合物之方法較佳可藉由使該等組份於轉筒內或其他物理摻合構件內接觸，隨後於擠壓機內熔融摻合來實現。或者，可於擠壓機、Brabender或任何其他熔融摻合構件內直接熔融摻合該等組份。
藉由以下非限制性實例來說明本發明之可固化密封劑組合物。
藉由Hake內部混合器於150℃、200 RPM下使聚二甲基矽氧烷(PDMS)混合物(矽烷醇(Silanol)5000及矽烷醇50000，Gelest)與LLDPE(熔融流動指數(MFI)20，來自Sabic)熔融摻合，總混合時間為12分鐘。藉由以下程序，用10重量%、20重量%及30重量%LLDPE(分別參看下文所列之實例1、2及3)製備三份(3)此等摻合物：以1：1之比例混合矽烷醇5000 cPs及50000 cPs。
在150℃下，將70%矽烷醇混合物添加至Hake混合器中。
使用程序窗口起始實驗。
將少量LLDPE添加至混合器中。添加時間為1－2分鐘。
將剩餘30%矽烷醇混合物添加至混合器中。
持續混合共12分鐘。
在第12分鐘結束時，自動停止旋轉，將經摻合之材料收集至玻璃製皮氏培養皿(petridish)中。
由使用上述程序所獲得的批料製備下列實例：實例1：52公克混合矽烷醇(50：50之5000與50000)＋6公克LLDPE；實例2：48公克混合矽烷醇(50：50之5000與50000)＋12公克LLDPE；實例3：42公克混合矽烷醇(50：50之5000與50000)＋18公克LLDPE。
隨後，如下所述使用實例1、2及3來製造固化薄板：使用手動摻合器以如表1所示之量使PDMS－LLDPE摻合物與矽酸正丙酯(交聯劑，自Gelest Chemicals,USA獲得)及溶解之氧化二丁基錫混合5－7分鐘。藉由真空移除氣泡，且將混合物傾入鐵氟龍(Teflon)模具中並於環境條件(25℃及50%濕度)下保持24小時。24小時後，將固化薄板自模具移除，並在環境溫度下保持7天以使固化完全。
使用透氣性裝置量測實例1－3及比較實例1之氬氣滲透性。量測係基於在100 PSI壓力及25℃溫度下進行之可變容量方法。在相同條件下重複量測2－3次以便確保其再現性。滲透性資料之結果展示於圖2中。
如圖2所示之可變容量方法量測"障壁"元件內之氬氣(Ar)滲透性(0.0至1200.0)。如表2所示，實例1－3展示相對於比較實例1減小之Ar滲透性。
如下所述製備實例5、6及7。
在150℃下，於擠壓機中熔融摻合聚二甲基矽氧烷(PDMS)混合物(矽烷醇3000及矽烷醇30000，GE silicones)與LLDPE(熔融流動指數(MFI)20，來自Sabic)以及Hakenuka TDD CaCO3 及Omya FT CaCO3 之混合物。機筒之溫度設定提供於下表2中。
如下所述製備比較實例4。
在150℃下，於擠壓機中熔融摻合聚二甲基矽氧烷(PDMS)混合物(矽烷醇3000及矽烷醇30000，GE silicones)以及Hakenuka TDD CaCO3 及Omya FT CaCO3 之混合物。機筒之溫度設定提供於下表2中。
進料速率設定為50 lbs/hr。實例4、5、6及7之調配物展示於表4中並於150℃下於擠壓機中製造。
將經擠壓之材料收集於6盎司(oz)semco濾筒中。
隨後，如下所述使用比較實例4及實例5、6及7來製造固化薄板。
於semkit混合器中以12.5：1之比例混合PDMS－LLDPE摻合物與部分B(由溶解之氧化二丁基錫、矽酸正丙酯、胺基丙基三乙氧基矽烷、碳黑及聚矽氧油組成的催化劑混合物)歷時6分鐘。隨後，將混合物傾入鐵氟龍模具中並於環境條件(25℃及50%濕度)下保持24小時。24小時後，將固化薄板自模具移除，並在環境溫度下保持7天以使固化完全。
具有LLDPE及其他填充劑之比較實例4及實例5、6及7的滲透性資料展示於圖3及4中。
如圖3及4所示，實例5－7展示相對於比較實例4減小之Ar滲透性。
儘管已詳細說明並描述本發明之較佳實施例，但(例如)對於組份、材料及參數之各種修改將為熟習此項技術者顯而易見，且隨附申請專利範圍中意欲涵蓋處於本發明之範疇內的所有此等修改及變更。
1．．．第一玻璃片
2．．．第二玻璃片
4．．．初級密封劑
5．．．連續間隔物
6．．．不透氣間隙
7．．．可固化密封劑組合物
8．．．玻璃壓條
9．．．窗框
10．．．絕緣玻璃元件
圖1為雙層絕緣玻璃元件(IGU)之截面側視圖。
圖2係說明實例1－3對氬氣之滲透性的圖。
圖3係說明實例5－7對氬氣之滲透性的圖。
圖4係說明實例5－7對氬氣之滲透性之降低百分比的圖。
1．．．第一玻璃片
2．．．第二玻璃片
4．．．初級密封劑
5．．．連續間隔物
6．．．不透氣間隙
7．．．可固化密封劑組合物
8．．．玻璃壓條
9．．．窗框
10．．．絕緣玻璃元件

Claims (37)

  1. 一種絕緣玻璃元件，其包含：至少兩個以彼此間隔之關係隔開的玻璃薄板；位於其間之低導熱性氣體；及氣體密封劑成份，其包括由下列物質構成之可固化密封劑組合物：a)二有機聚矽氧烷，其顯示出對於該氣體之滲透性；b)至少一種聚合物，其對該氣體的滲透性小於該二有機聚矽氧烷聚合物之滲透性；c)交聯劑；及d)用於該交聯劑反應之催化劑。
  2. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該二有機聚矽氧烷聚合物組份(a)為經矽烷醇封端之二有機聚矽氧烷，其具有下式：Ma Db D'c 其中a＝2，b等於或大於1，c為零或正整數；M＝(HO)3－x－y R1 x R2 y SiO1/2 ；其中x＝0、1或2且y為0或1，其限制條件為x＋y小於或等於2，R1 及R2 為一價C1 至C60 烴基；D＝R3 R4 SiO1/2 ；其中R3 及R4 為一價C1 至C60 烴基；且D'＝R5 R6 SiO2/2 ；其中R5 及R6 為獨立選擇之一價C1 至C60 烴基。
  3. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中聚合物(b)係選自由下列各物質組成之群：低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚異丁烯(PIB)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚乙烯醇(PVOH)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及經二醇改質的聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)之聚脂、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氟乙烯(PVF)、聚醯胺(耐倫(nylon))、聚甲基戊烯、聚醯亞胺(PI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸、聚醚碸、乙烯氯三氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、塑化聚氯乙烯、離聚物(Surtyn)、聚苯硫醚(PPS)、苯乙烯－順丁烯二酸酐、經改質之聚苯醚(PPO)、乙烯－丙烯橡膠(EPDM)、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚異戊二烯、聚胺基甲酸酯(TPU)、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯(SBS)、苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯(SEEBS)、聚甲基苯基矽氧烷(PMPS)及其混合物。
  4. 如請求項3之絕緣玻璃元件，其中聚合物(b)係選自由下列各物質組成之群：低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及其混合物。
  5. 如請求項4之絕緣玻璃元件，其中聚合物(b)係選自由下列各物質組成之群：低密度聚乙烯(LDPE)、極低密度聚乙烯(VLDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)及其混合物。
  6. 如請求項5之絕緣玻璃元件，其中聚合物(b)為線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
  7. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其含有至少一種選自由填充劑、黏著促進劑及非離子界面活性劑組成之群之視需要之組份。
  8. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該催化劑為錫催化劑。
  9. 如請求項8之絕緣玻璃元件，其中該錫催化劑係選自由下列各物質組成之群：二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、二甲氧化二丁基錫、辛酸錫、三蟲蠟酸異丁基錫、氧化二丁基錫、溶解之氧化二丁基錫、雙－二異辛基苯二甲酸二丁基錫、雙－三丙氧基矽烷基二辛基錫、雙乙醯丙酮二丁基錫、矽烷化二氧化二丁基錫、三辛二酸甲氧羰基苯基錫、三蟲蠟酸異丁基錫、二丁酸二甲基錫、二－新癸酸二甲基錫、酒石酸三乙基錫、二苯甲酸二丁基錫、油酸錫、環烷酸錫、三－2－乙基己基己酸丁基錫、丁酸錫、雙β－二酮酸二有機錫及其混合物。
  10. 如請求項7之絕緣玻璃元件，其中該黏著促進劑係選自由下列各物質組成之群：n－2－胺基乙基－3－胺基丙基三甲氧基矽烷、1,3,5－參(三甲氧基矽烷基丙基)異氰酸酯、γ－胺基丙基三乙氧基矽烷、γ－胺基丙基三甲氧基矽烷、胺基丙基三甲氧基矽烷、雙－(γ－三甲氧基矽烷基丙基)胺、N－苯基－γ－胺基丙基三甲氧基矽烷、三胺基官能性三甲氧基矽烷、γ－胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、γ－胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基胺基丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基丙基乙基二甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷、β－(3,4－環氧基環己基)丙基三甲氧基矽烷、β－(3,4－環氧基環己基)乙基甲基二甲氧基矽烷、異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、異氰酸基丙基甲基二甲氧基矽烷、β－氰基乙基三甲氧基矽烷、γ－丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、4－胺基－3,3－二甲基丁基三甲氧基矽烷、n－乙基－3－三甲氧基矽烷基－2－甲基丙胺及其混合物。
  11. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該二有機聚矽氧烷聚合物組份(a)在該總組合物之約50重量%至約99重量%之量的範圍內。
  12. 如請求項11之絕緣玻璃元件，其中該二有機聚矽氧烷聚合物組份(a)在該總組合物之約60重量%至約95重量%之量的範圍內。
  13. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該聚合物組份(b)在該總組合物之約1重量%至約50重量%之量的範圍內。
  14. 如請求項13之絕緣玻璃元件，其中該聚合物組份(b)在該總組合物之約5重量%至約40重量%之量的範圍內。
  15. 如請求項7之絕緣玻璃元件，其中該填充劑係選自由下列各物質組成之群：黏土、奈米黏土、有機黏土、經研磨碳酸鈣、沉澱碳酸鈣、膠狀碳酸鈣、經化合物硬脂酸酯或硬脂酸處理之碳酸鈣；煅製二氧化矽、沉澱二氧化矽、矽膠、疏水二氧化矽、親水矽膠；壓碎石英、經研磨石英、氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鈦、黏土、高嶺土、膨潤土、蒙脫石、矽藻土、氧化鐵、碳黑及石墨、滑石、雲母，及其混合物。
  16. 如請求項7之絕緣玻璃元件，其中該非離子界面活性劑係選自由下列界面活性劑所組成之群：聚乙二醇、聚丙二醇、乙氧基化蓖麻油、油酸乙氧化物、烷基酚乙氧化物、氧化乙烯與氧化丙烯之共聚物及聚矽氧與聚醚之共聚物、聚矽氧與氧化乙烯及氧化丙烯之共聚物的共聚物及其混合物，該非離子界面活性劑之量係在約0.1重量%至約10重量%範圍內。
  17. 如請求項16之絕緣玻璃元件，其中該非離子界面活性劑係選自由下列各物質組成之界面活性劑之群：氧化乙烯與氧化丙烯的共聚物、聚矽氧與聚醚之共聚物、聚矽氧與氧化乙烯及氧化丙烯之共聚物的共聚物及其混合物。
  18. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該交聯劑組份(c)之量在該總組合物之約0.1重量%至約10重量%之量的範圍內。
  19. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該催化劑組份(d)之量在該總組合物之約0.005重量%至約1重量%之量的範圍內。
  20. 如請求項7之絕緣玻璃元件，其中該填充劑之量在該總組合物之0至約80重量%之量的範圍內。
  21. 如請求項7之絕緣玻璃元件，其中該黏著促進劑之量在該總組合物之約0.5重量%至約20重量%之量的範圍內。
  22. 如請求項15之絕緣玻璃元件，其中該黏土係選自下列各物質中之一或多者：蒙脫石、鈉蒙脫石、鈣蒙脫石、鎂蒙脫石、綠脫石、貝得石、鉻膨潤石、合成鋰皂石、鋰皂石、皂石、鋅蒙脫石、magadite、斜水矽鈉石、sobockite、svindordite、矽鎂石、蛭石、多水高嶺土石、鋁酸鹽氧化物、水滑石、伊利石、累托石、tarosovite、ledikite及高嶺石。
  23. 如請求項22之絕緣玻璃元件，其中該黏土係經具有結構R3 R4 R5 N之胺化合物或銨離子改質，其中R3 、R4 及R5 為C1 至C30 烷基或烯烴，及其混合物。
  24. 如請求項23之絕緣玻璃元件，其中R3 、R4 及R5 為C1 至C20 烷基或烯烴，及其混合物。
  25. 如請求項24之絕緣玻璃元件，其中黏土係經三級胺改質，其中R3 為C14 至C20 烷基或烯烴，及其混合物。
  26. 如請求項25之絕緣玻璃元件，其中R4 及/或R5 為C14 至C20 烷基或烯烴，及其混合物。
  27. 如請求項22之絕緣玻璃元件，其中該黏土係經具有結構R6 R7 R8 N之胺或銨離子改質，其中R6 、R7 及R8 中之至少一者為C1 至C30 烷氧基矽烷且其餘為C1 至C30 烷基或烯烴。
  28. 如請求項27之絕緣玻璃元件，其中R6 、R7 及R8 中之至少一者為C1 至C20 烷氧基矽烷且其餘為C1 至C20 烷基或烯烴。
  29. 如請求項22之絕緣玻璃元件，其中該黏土係經下列物質改質：銨、一級烷基銨、二級烷基銨、三級烷基銨、四級烷基銨、脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物之鏻衍生物或脂族、芳族或芳基脂族胺、膦或硫化物之鋶衍生物。
  30. 如請求項15之絕緣玻璃元件，其中該黏土係以該組合物之約0.1至約50重量%之量存在。
  31. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該氣體為透明絕緣氣體。
  32. 如請求項31之絕緣玻璃元件，其中該氣體係選自由空氣、二氧化碳、六氟化硫、氮氣、氬、氪、氙及其混合物組成之群。
  33. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其另外包含初級密封劑。
  34. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其另外包含一玻璃壓條。
  35. 如請求項33之絕緣玻璃元件，其中該初級密封劑為基於橡膠之材料。
  36. 如請求項34之絕緣玻璃元件，其中該玻璃壓條為聚矽氧或丁基材料。
  37. 如請求項1之絕緣玻璃元件，其中該交聯劑(c)為矽酸烷酯，其具有下式：(R14 O)(R15 O)(R16 O)(R17 O)Si，其中R14 、R15 、R16 及R17 係獨立地選自一價C1 至C60 烴基。
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