[发明专利]用于形成导热热自由基固化有机硅组合物的原位方法

说明书

本发明总体涉及用于形成可固化有机硅组合物的方法，并且更具体而言涉及用于形成导热热自由基固化有机硅组合物的原位方法。

固化成弹性材料的聚有机硅氧烷组合物是众所周知的。这类组合物可通过如下制备：将具有可固化的(例如可水解的、可辐射固化的或可热固化的)基团的聚二有机硅氧烷与交联剂和/或催化剂(根据需要)混合。一般而言，该聚二有机硅氧烷每个链末端可具有1至3个反应性基团。然后可使包括这些组分的组合物固化，例如通过暴露于大气水分、暴露于辐射或暴露于热来固化，这取决于所存在的可固化基团。

具体组合物的固化速率取决于包括所存在的反应性基团的类型和数目在内的多种因素。众所周知的是不同的基团具有不同的反应性。例如，在存在水分的情况下，当所有其他条件相同时硅键合的乙酰氧基将通常比硅键合的烷氧基更快地水解。另外，即使相同类型的可固化基团可具有不同的反应性，这取决于键合至特定硅原子的那些可固化基团的数目。例如，如果聚二有机硅氧烷在链末端具有与一个硅原子键合的三个硅键合烷氧基，则第一个烷氧基通常是最具反应性的(最快速反应)，而在第一个烷氧基反应后，与同一硅原子键合的第二个烷氧基要耗费更长时间来反应，对于第三个则甚至更长。因此，仍不断需要制备每个分子端具有更多“最”具反应性的基团的簇合官能化聚有机硅氧烷。

已经公开了“哑铃型(dumb-bell)”有机硅聚合物的合成，在该聚合物中长的聚合物链被具有一个或多个有机官能团的环状、直链和星型物质封端。已经描述了这类聚合物，其可经历多种固化化学，例如环氧基(缩水甘油基、烷基环氧基和环脂族环氧基)、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚氨酯、烷氧基或加成。

希望制备多官能末端封端的聚合物(簇合官能化聚有机硅氧烷)，其中可固化基团簇集在聚合物的末端/端部。该“哑铃型”有机硅聚合物中簇合官能团与分隔它们的非官能化聚合物链的组合可在固化速率下降最少的情况下提供更高的物理特性。已针对其中可固化基团相同(例如，聚合物链末端处簇集的所有可固化基团可以是环氧基或烷氧基)的“哑铃型”有机硅聚合物演示了该方法。还针对所谓的“多固化(multiple cure)”体系演示了该方法，在该体系中可固化基团不同，例如，在聚合物末端簇集的所有可固化基团可以是环氧基和烷氧基基团的组合。

包括这些簇合官能化聚有机硅氧烷的导热有机硅组合物用于将混合电路基板、功率半导体元件和器件粘结至散热器以及用于其中主要关注柔顺性和导热性的其他粘结应用中。这些导热有机硅组合物的低粘度形式可理想地用作用于变压器、电源、线圈和需要改善的热耗散的其他电子器件的导热灌封材料。

为了使这些可固化聚有机硅氧烷组合物分配性更好以用于涂敷目的，通常有必要或者期望通过使用降低粘度的聚合物(有时候称为反应性稀释剂)来降低其粘度。这类反应性稀释剂应该与可固化聚有机硅氧烷组合物相容并且用于降低粘度而不会在涂敷之前不利地影响该组合物的特性(如贮存稳定性)也不会在涂敷之后不利地影响该组合物的特性(包括该组合物的固化速率和固化后物理特性)。

发明内容

本发明公开一种形成导热热自由基固化有机硅组合物的方法(下文称为原位方法)，该组合物包含(I)导热簇合官能化聚有机聚硅氧烷和(II)自由基引发剂。

形成导热热自由基固化有机硅组合物的方法包括：(a)形成导热簇合官能化聚合物，该聚合物包含如下组分反应的反应产物：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；平均每分子具有4至15个硅原子的聚有机氢硅氧烷；以及每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或更多个可固化基团的反应性物质；该反应在填料处理剂、包括导热填料的填料、异构体还原剂和硅氢加成催化剂的存在下进行。该原位方法还包括(b)将导热簇合官能化聚合物与自由基引发剂共混。

通过该原位方法形成的这种导热有机硅组合物由于其能够通过两种截然不同的方法(即水分固化和热自由基固化)来固化而不会不利地影响其机械和物理特性而提供了优于先前的粘合剂组合物的许多优点。因而，该粘合剂可在更宽泛种类的基材(包括塑料基材和金属基材)上使用。

通过该原位方法形成的导热热自由基固化有机硅组合物可用于复合制品中，在该复合制品中将基材涂覆可固化组合物或用可固化组合物粘结在一起并固化。它们也可用于制备各种导电橡胶、导电胶带、导电粘合剂、导电泡沫和导电压敏粘合剂；尤其是其中橡胶、胶带、粘合剂或压敏粘合剂是导电有机硅橡胶、导电有机硅胶带、导电有机硅粘合剂、导电有机硅泡沫和导电有机硅压敏粘合剂。