[发明专利]二氧化硅在可通过缩聚交联形成弹性体的硅氧烷基物中的悬浮液的制备方法

说明书

本发明的领域是可通过缩聚反应交联或固化为硅氧烷弹性体的、其主要组分是一或多种反应性聚有机硅氧烷和填料的聚有机硅氧烷组合物。

更具体而言，本发明涉及可用于获得这些硅氧烷弹性体且由增强填料在至少一种反应性聚有机硅氧烷中的悬浮液组成的中间产物的制备，所述聚有机硅氧烷载有可缩合或水解的官能团，例如∑Si-OH，它能够彼此之间和/或与选自载有多于两个可缩合或水解的官能团的有机硅化合物的交联剂进行反应。本发明还涉及可通过缩聚反应交联或固化为硅氧烷弹性体的聚有机硅氧烷组合物的制备，所述组合物包含所述增强填料悬浮液作为组成成分。

在硅氧烷弹性体中，增强和非增强填料彼此是不同的。

最常用的增强填料是BET表面积＞40m²/g的热解法二氧化硅和沉淀二氧化硅。这些物质是超细粉末，它们的增强效应首先是源于它们的形态，其次是源于在二氧化硅表面上的硅烷醇基团(3-6个SiOH基团/nm²)与聚有机硅氧烷(POS)链之间形成的氢键。填料与聚合物之间的这些相互作用增加了在填料固体表面附近的聚合物的粘度并改变了所述聚合物的性能。另外，聚合物与填料之间的键改进了机械性能，但也可引起弹性体的前体组合物的有害的过早固化(结构化)。

非增强填料与硅氧烷聚合物具有极弱的相互作用。这些填料例如是白垩、石英粉末、硅藻土、云母、高岭土、三氧化二铝和铁氧化物。它们的作用常常是增加弹性体非交联前体的粘度，以及这些弹性体的肖氏硬度和弹性模量。

能够制得硅氧烷弹性体的组合物还含有催化剂、交联剂和任选的颜料、防粘结剂、增塑剂和/或粘合促进剂。

这些可通过缩聚交联的也被称为缩聚RTV弹性体的弹性体是在交联前通过铸造、挤出、压延、或压塑、注塑或传递成型来形成。

在室温或更高温度下(一般＜100℃)可通过缩聚交联或固化为弹性体的硅氧烷组合物通常呈单组分体系(即仅包含一个包装物的体系)或双组分体系(即包含两个独立包装部分、使用时必须混合在一起的体系)来包装。

在双组分体系中，组分之一包括缩聚反应催化剂。这种催化剂可以是金属化合物，如有机锡化合物。这种包含催化剂的组分还可包含交联剂。

这种组合物还可呈在水存在下自室温开始交联的单组分体系的形态。

在被用于制备缩聚交联弹性体的反应性硅氧烷油中增强二氧化硅的浓缩悬浮液(浆液)的制备过程存在粉末填料与油混合的问题，需特别小心以获得填料在悬浮液中的均一分布。

另一要克服的困难与所要制备的悬浮液的流变性有关。具体地说，很显然，向硅氧烷油中引入颗粒尺寸很小的粉末颗粒填料必然导致粘度明显上升。而这种特征，虽然对于包含所述悬浮液作为起始物质的交联硅氧烷弹性体而言伴随产生良好的机械性能，但也对所述悬浮液及含有所述悬浮液的硅氧烷组合物的操作和成形产生不利影响。具体来说，更便利地，尤其以易于泵送、流动或与功能性添加剂混合的流体组合物进行操作来模塑、挤出或成形。

因而可将这里所考虑的问题归纳为，对于微细颗粒填料在硅氧烷油中的悬浮液来说，在如下原则上自相矛盾的规范之间寻求一种技术折衷方案，即：(i)颗粒在硅氧烷基物中均匀分布；(ii)悬浮液流变性对操作限制的适应性，和(iii)交联硅氧烷弹性体的机械性能水平。

文献FR-A-2717180提出了这一问题，并公开了含有双组分填料的可通过缩聚反应交联为弹性体的组合物的制备方法，其特征在于，所使用的填料通常为含硅填料，并与载有可缩合的官能团的反应性POS混合，所述填料在加入到组合物中之前用一种特别是硅氮烷类型的相容性试剂进行处理，这种处理强制且排他地在非反应性POS，尤其是含有三烷基硅烷端基的聚二烷基硅氧烷中进行。这种处理方式可分两步进行，首先将非反应性POS和填料与一部分处理剂混合，在将这种第一混合物均化后，向其中加入其余的处理剂。这种处理方式得到呈相对流体性的填料悬浮液，但本申请人认为，由包含这种悬浮液的组合物制备的弹性体并非不产生不希望的后果：具体地，人们担心未束缚在二氧化硅表面上因而与交联过程中产生的硅氧烷网络不良连接的非反应性POS会从制备的弹性体制品中渗出。

在这种技术背景下，本发明的一个主要目的是提供用相容性试剂处理过的颗粒填料在硅氧烷油中的悬浮液的制备方法，这种悬浮液作为起始物质可以用于制备通过缩聚反应可交联或固化为缩聚RTV弹性体的组合物，所述方法需要满足如下要求：

-填料在硅氧烷油中均一同质分布，

-分散最佳化，

-悬浮液流动良好(没有流动阈值)且其粘度适于悬浮液操作和转变，