[发明专利]使硅酸解聚集的方法

说明书

本发明涉及用极高机械应力获得平均粒度小于100毫微米，优选小于50毫微米的解聚集高分散硅酸的方法。解聚集的硅酸在硅酮橡胶混合物中作填料。

通过热解或湿化学方法制备的高分散硅酸已知有若干种应用。主要应用领域是在硅酮橡胶混合物中将这些产品用作所谓增强或活性的填料。这些硅酮橡胶混合物基本上含具有足够数量的反应活性基团的聚二甲硅氧烷，借助具有交联作用和，如合适，催化剂及提及的热解硅酸(通常有至少50m²/g的BET(布鲁瑙厄-埃梅特-泰勒)表面积)等物质将所述的硅酮橡胶混合物转化成橡胶弹性态。根据交联性质，例如在室温交联的1-或2-组份物系(RTV1，RTV2)和在高温交联物系(HTV)之间产生差异。

不管交联性质如何，通过使用的所述硅酸也明确地确定所有物系产品的性能。除硅酸比表面积大小之外，首先其表面的处理和聚硅氧烷基料中硅酸的分布对产品在非交联硅酮橡胶混合物和制成的橡胶两方面的产品特性值具有重要性。

硅酸表面的大小在制备混合物过程中仅在窄范围内变化。对照之下，在硅酸掺入聚硅氧烷的过程中和之后的不同密度情况下均可进行硅酸的表面处理。在该过程中，从化学角度讲，连在硅酸上的Si-OH基被封闭，否则将产生硬化硅酮橡胶的结果。用反应性的有机硅化物，常用六甲基二硅氮烷进行所谓现场疏水反应。

此外，所述的硅酸分布受到很大的影响。高分散硅酸具有特殊结构(Degusa：Schriftenreihe Pigmente NR.11[Pigment Publication SeriesNo.11]，1993，26页)。在7毫微米和40毫微米之间大小的一级微粒(所谓的一级粒子)附聚集成较大的聚集体，依次连在一起形成更大的结构(附聚物)。

为了获得具有最好的非交联硅酸橡胶的流动性和同时具有交联硅酮橡胶的高机械强度相结合的产品性能，例如必要的话，在用作包衬材料(impression material)的两组份物系中，必须尽可能地打碎其硅酸的结构，即，尽可能达到一级微粒的小粒度，以用于所述橡胶。正如已知的，通过引入剪切力，即使聚硅氧烷和硅酸混合物经受或大或小的机械应力，打碎较大的结构。

DE 2535334介绍了高分散填料均匀分布到聚硅氧烷中的方法。该方法中，在所述填料混进聚合物过程中使其现场疏水，然后对混合物实施机械处理。虽然用该法制备的硅酮橡胶混合物具有贮存稳定性，但不具备包衬材料所要求的性能，这是因为附聚集的硅酸微粒打碎不充分。

在DE 19507878中介绍了具有最小间隙宽度的Drais混合器作为有效的引入剪切能的特殊混合设备。其平均粒度可达到100-200毫微米。在该方法中，也使填料现场疏水化。

在DE 4442871中介绍了包括聚合物和填料的可挤塑材料。对该材料而言，在相对高的剪切作用条件下，33-约65％(重量)的填料与聚合物结合，然后，在保持高剪切力条件下同时混合组份。得到100-200毫微米的粒度。

在EP 622334中介绍了一个获得小硅酸微粒的可能性。该情况中，以特殊的方法通过氯硅烷在氧、氢，如合适，和氮的混合物中燃烧立即得到具有40-200毫微米之间粒度的热解硅酸。然后所得的硅酸用于制备硅酮橡胶混合物，而不再改变其结构和现场疏水化(EP622421)。

使混合物中硅酸最终平均粒度小于100毫微米下至一级粒子的硅酮橡胶混合物中聚集的和附聚集的高分散硅酸解聚集的方法未见报道。

本发明的目的是发现能使应用的高分散硅酸完全独立于其起始结构并为此解聚集至粒度小于100毫微米及用作硅酮橡胶混合物填料的方法。

本发明涉及使聚集的和附聚集的高分散硅酸解聚集的方法。

本发明也涉及含有聚硅氧烷和粒度小于100毫微米，优选小于50毫微米的解聚集硅酸的硅酮橡胶混合物。

根据本发明的硅酮橡胶混合物除了聚硅氧烷和解聚集的硅酸之外，还含有公知的和常用的组份，如交联剂、增塑剂、催化剂、助粘剂、颜料、具有增强作用的化合物，如MQ硅酮树脂和其它有活性或无活性填料。

根据本发明，为解聚集所述的硅酸，使高分散亲水和/或疏水的硅酸(a)和至少一种在常态下为液体和对高分散硅酸而言为有反应性的和/或无反应性的有机硅化物(b)的混合物在20-200℃温度范围内和足以使该混合物的全部组份处于液相的压力下，在无死空间(deadspace)和至少有一个转动搅拌器的密封混合设备中，以大于3m/s，优选大于5m/s的转速对之实施机械应力，直至所得平均粒度小于100毫微米为止。