[发明专利]双固化有机聚硅氧烷组合物有效

专利信息
申请号: 201880040965.X 申请日: 2018-05-30
公开(公告)号: CN110770312B 公开(公告)日: 2021-10-26
发明(设计)人: 刘俊英;K·拉森;J·麦克唐纳 申请(专利权)人: 美国陶氏有机硅公司
主分类号: C09D183/08 分类号: C09D183/08;C08G77/18;C08G77/20;C09J183/08;C08L83/04;C08L83/08;C08G77/28
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 王颖
地址: 美国密*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 固化 有机 聚硅氧烷 组合
【说明书】:

本发明涉及表现出UV和湿引发固化两者的有机聚硅氧烷组合物。

本发明涉及双固化有机硅组合物以及使用此类组合物的应用,该组合物能够在经历处于电磁谱的紫外(“UV”)区域中的辐射时且通过湿气缩合方法而交联。

有机硅橡胶和液体组合物以各种形式存在,并且它们的特性可被改性以赋予特定特性,诸如固化化学、粘度、聚合物类型和纯度。它们可被配制成一部分或两部分体系,并且特定有机硅组合物可经工程化以通过一种以上的机制固化。湿固化机制、热固化机制和光引发固化机制处于用于引发固化(即反应性有机硅的交联)的那些机制之中。这些机制基于缩合反应(湿气通过该缩合反应而水解有机硅主链上的某些基团)或者加成反应,该加成反应可通过某个能量形式(诸如电磁辐射或热)引发。例如,反应性有机聚硅氧烷可在过氧化物存在下通过热来固化,或者它们可在含氢化硅(SiH)化合物和金属硅氢化催化剂(诸如有机铂催化剂)存在下通过热来固化。

通常,可湿固化材料通过以各种交联剂(诸如烷氧基硅烷、肟基硅烷、乙酰氧基硅烷、氨基硅烷以及具有附接至其硅原子上的可水解基团的其它硅烷)将α,ω-硅醇封端的有机硅包封来制造。将所得有机硅材料储存在湿气不可渗透的容器中。

在向相应基底施加期间,将材料挤出或者另外施加并暴露于环境条件下以用于固化。空气中的湿气然后将水解硅原子上的可水解基团(诸如烷氧基、肟基、乙酰氧基和氨基)以形成硅醇,而无论是否包含催化剂。然后可使所得硅醇与剩余未水解基团在缩合反应中进一步反应,以形成硅氧烷键,从而致使有机硅材料固化。

虽然这些材料在固化时非常可靠并且具有作为涂层的优异特性,但湿固化趋于缓慢。通常需要24小时或更长的固化时间,而后才能实现完全固化。此类固化时间受限于涂覆组分制造中的吞吐量,因为在将组分用于制造过程的下一步骤之前,可能需要使涂覆组分完全固化。

因此,第三固化模式(紫外光固化)近年来获得了广泛的认可。固化是相对快速的,其中固化弹性体显示出对基底更好的粘附性。在其中涂覆材料的各部分在UV固化期间被遮蔽的情况下,可进一步掺入二次固化模式(通常为湿固化)。

通常,有机硅组合物的UV固化可通过硫醇-烯固化或丙烯酸酯固化来实现。在硫醇-烯固化中,使硫醇官能有机硅与烯基官能有机硅反应。固化是快速的,并且在固化完成时触摸表面干燥。然而,据报道,在商业应用中,固化产物不能很好地热老化,并且未固化的组合物趋于具有较差的粘附性,缺乏长期储存稳定性,并且具有令人反感的气味。

另一方面,丙烯酸酯官能有机硅通常是储存稳定的,并且固化产物在最高125℃温度下表现出优异的耐高温性。然而,在大气氧存在下使用丙烯酸酯固化时,表面固化趋于不完全,并且固化产物时常趋于发粘且颜色为棕色。

使用UV光和湿固化机制的双固化有机硅组合物公开于美国专利4,528,081(Lien)。该参考文献公开了尤其可用于电子应用中适形涂层的组合物,在该电子应用中,基底具有遮蔽区域,该遮蔽区域不易被直接紫外光触及并且需要湿固化来使这些区域交联。通常,除了存在用于辐射聚合的光引发剂之外,还存在湿固化催化剂,诸如有机钛酸盐或有机锡。在没有湿固化催化剂的情况下,湿固化通常不会以任何程度的确定性或在任何可预测的时间范围内发生。因此,作为一个实际问题,在没有湿固化催化剂的情况下,这些组合物的湿固化方面对于商业用途将是不切实际的。

不考虑本领域的状态,期望提供可UV固化、可湿固化的双重有机硅组合物,在该组合物中,通过UV固化来使组合物固化得到触摸干燥的涂层,而没有通常与丙烯酸酯固化相关联的常见发粘表面。还期望提供此类组合物,它们具有至少一个硅氧烷,该至少一个硅氧烷具有光固化和通过暴露于湿气而固化的能力。

本发明提供通过双固化机制而固化的组合物。根据本发明,双固化有机聚硅氧烷组合物包含:具有至少两个巯基官能团的第一有机聚硅氧烷;以及具有烯基基团和三烷氧基甲硅烷基基团的第二有机聚硅氧烷。这些组合物可用于涂料、粘合剂和包封物应用中。

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