[发明专利]挤塑硅氧烷凝胶型材

说明书

发明技术领域

本发明涉及简单或复杂形状的软硅氧烷凝胶制品的挤塑方法及用这种方法制作的制品。

发明背景

以硅氧烷为基础的材料涵盖从硅油直至硬得以肖尔A硬度计测量的硅橡胶。较软的材料中有硅氧烷凝胶，它软到其硬度低于肖尔A硬度计的测量范围，然而却可以用针入度试验(ASTM D217)或Voland硬度来表征。通常，硅氧烷凝胶的Voland硬度为约1～25克，其伸长大于300％，或甚至500％。它们可采用多种方法制成。一种方法是，在增量剂流体(或稀释剂)的存在下，例如在非活性硅油或过量的富含乙烯基的液态硅氧烷化合物存在下合成出交联的硅氧烷，从而制成一种柔软的流体增量体系。替代地，硅氧烷凝胶可由含乙烯基的聚硅氧烷与含氢化物的聚硅氧烷的混合物制成。这两种类型凝胶的适当例子可见诸于美国专利4,600,261、美国专利4,634,207、美国专利5,140,746、美国专利5,357,057、美国专利5,079,300、美国专利4,777,063、美国专利5,257,058，以及美国专利3,020,260，以上专利一并收入本文作为参考。

美国专利4,824,616(’616专利)公开了制造弹性体皮层的硅氧烷凝胶颗粒的两步法，包括：(a)将保持在很低温度下的以硅氧烷为基础的材料经过注嘴送入加热水浴，该水浴任选地含有表面活性剂，以及(b)在该硅氧烷凝胶颗粒的表面成形一种弹性体层。’616专利提及然而未举例说明，使硅氧烷凝胶颗粒通过一种有机氢化聚硅氧烷在例如硅氧烷流体之类的传热介质中的溶液，可使该凝胶颗粒的表面发生交联。美国专利5,124,090(’090专利)公开了制造硅氧烷凝胶微球的方法，该方法包括将保持在很低温度下的以硅氧烷为基础的材料经过注嘴送入加热水浴，该水浴任选地含有表面活性剂。

为了使’616及’090专利中的混合前体材料保持为低粘度，就需要-60℃～+5℃，优选-10℃的混合及储存温度。然而没有给出，有关可以挤出与简单细丝样形状不同的，带有角度的复杂形状这方面的内容。这两篇专利中没有一篇提到采用可以改善加工性和提高制品成形速率的较高温度传热介质，例如硅油，所带来的好处。最明显的是，不懂得采用加热硅油浴处理粘性凝胶所带来的好处。另外，没有认识到要创造出复杂的挤出形状就需要较高的粘度，或者如何通过采用诸如催化剂等促进剂和/或提高反应温度，或者添加填料，或者上述手段的组合来获得高粘度。

美国专利4,783,289(’289专利)公开了一种硅橡胶组合物的模塑方法。虽然本发明产品的硬度低于A型肖尔硬度计的测量极限，但是该文中所描述的产品的硬度则容易采用这样的一种装置测量出来。’289专利中作为例子所举出的产品的拉伸强度范围为560～1,420psi(磅/平方英寸)(3.861～9.791mPa(兆帕))，其断裂伸长范围为60～700％。文中所述制品的伸长随拉伸强度提高而增加。例如，拉伸强度为560psi(3.861mPpa)的制品的伸长为60％，而拉伸强度为1,420psi(9.791mPa)的制品的伸长则为600％。相比之下，本发明产品的拉伸强度小于20psi(0.138mPa)，优选小于10psi(0.069mPa)，最优选小于5psi(0.034mPa)，而断裂伸长大于300％，常常多数大于500％，例如甚至在拉伸强度小于5psi时也大于1,000％。一般而言，本发明的产品就机械性能而言不如’289专利中所描述的那样结实。用本发明的如此易损的材料制成基本上连续形状的制品就带来一些独特的问题。

因此，亟待出现一种方法，它能够在连续的基础上高速地制造出简单或复杂形状的制品，以实现低成本的工业化操作。另外，还希望使用加热流体如硅油浴液，以便实现制成的凝胶产品表面性能的优化。而在传热介质中加入各种添加剂也使得可以对最终制品的表面性能进行调整，例如可采用一种任选的最终结皮操作等手段进行调整。

发明简述