[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)含有微細填料的硅氧烷組合物的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680017522.6
• 申請日: 2006-05-11
• 公開（公告）號: CN101180355A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·韋爾納;F·阿亨巴赫
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦克化學(xué)股份公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

本發(fā)明涉及生產(chǎn)含有微細的表面處理過的填料、硅氧烷以及，如果需要，其它的添加劑的混合物的方法，所述混合物可用于生產(chǎn)可交聯(lián)的硅橡膠組合物，所述方法的優(yōu)點是由本發(fā)明生產(chǎn)的填料/硅氧烷混合物所生產(chǎn)的可交聯(lián)硅橡膠組合物具有良好的粘度穩(wěn)定性、改善的加工性能并使硅氧烷彈性體具有改善的性質(zhì)特征。

大家熟知的命名為HTV、LSR及RTV的可交聯(lián)硅橡膠組合物的生產(chǎn)，包括將聚有機硅氧烷(硅氧烷)與填料，特別是比表面為至少50m²/g的微細的增強填料混合作為必要工序，以給予由此生產(chǎn)的硅氧烷彈性體足夠的機械強度和彈性。優(yōu)選的增強填料是熱解或沉淀二氧化硅及炭黑。聚有機硅氧烷和填料通常首先混合得到基礎(chǔ)混合物，隨后通過混入其它組分比如交聯(lián)劑、催化劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、顏料等得到可交聯(lián)的硅橡膠組合物。已知許多生產(chǎn)這些基底混合物，也就是用于分散微細填料和硅氧烷的方法。根據(jù)要分散填料的疏水或親水特性可以基本上對采用的兩中方法變型加以區(qū)分。由于生產(chǎn)的方法最初得到的特別優(yōu)選的微細二氧化硅為親水顆粒，這非常限制其直接用于生產(chǎn)可交聯(lián)的有機硅組合物，因為由于二氧化硅的親水特性而與聚有機硅氧烷的強相互作用導(dǎo)致粘度急劇地增加(縐硬化直至變脆)，其結(jié)果使可交聯(lián)有機硅組合物的進一步加工變得困難或完全被阻止。為此，二氧化硅疏水化絕對是有必要的，以便得到粘度穩(wěn)定的，尤其是易流動的硅氧烷組合物。

二氧化硅的疏水化可以在單獨工序中進行，如德國公開的說明書DE?3839?900?A1所描述。然后疏水二氧化硅可以在連續(xù)或間歇運行的混合裝置中分散于聚有機硅氧烷。另一個用于生產(chǎn)基礎(chǔ)混合物的方法變型描述于德國公開的說明書DE?25?35?334?A1。在此變型中，親水二氧化硅在水和疏水劑如六甲基二硅氮烷的存在下被混入聚有機硅氧烷(原位法)。在這兩個方法變型中，疏水二氧化硅最終存在于所述基礎(chǔ)混合物中，其結(jié)果是基礎(chǔ)混合物以及由此生產(chǎn)的可交聯(lián)硅橡膠組合物的流變行為，尤其是流動性和粘度穩(wěn)定性，被明顯地改進。

用于生產(chǎn)基礎(chǔ)混合物的原位法其中的缺點是親水二氧化硅一次僅很少可以混入聚有機硅氧烷和疏水劑的混合物中，因為否則致密組合物分裂成粉狀混合物而不再能進一步加工。另外，疏水劑的殘余和副產(chǎn)品以及所添加的水必須在疏水化階段后除去，這最終使混合、捏合及烘干耗費時間，通過必需幾小時。所述原位法因此主要用在間歇運行的混合裝置(分批法)，在那里有充分長的停留時間。例如，德國公開的說明書DE?42?15?205?A1描述了連續(xù)運行的原位法用于生產(chǎn)硅橡膠組合物，其中通過串聯(lián)連接三個混合裝置，在基礎(chǔ)混合物總的停留時間為約一個小時下，基礎(chǔ)混合物的生產(chǎn)成為可能，但從裝置和工藝工程角度來講需要高的花費。

預(yù)疏水化二氧化硅在聚有機硅氧烷中的分散沒有上述原位法的缺點，此外具有既可以在間歇運行的混合裝置中又可以在連續(xù)運行的混合裝置中進行的優(yōu)點，盡管在后者內(nèi)僅可用到短的停留時間。與間歇法相比，連續(xù)法代表了重要的技術(shù)上的進步，因為可以實現(xiàn)明顯較高的時空產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量上較低的波動。這種使用預(yù)疏水化二氧化硅連續(xù)生產(chǎn)基礎(chǔ)混合物的方法描述于德國公開的說明書DE?196?17?606?A1中。預(yù)疏水化二氧化硅的分散在例如僅15分鐘的停留時間中發(fā)生。

然而，很短的時間內(nèi)在聚有機硅氧烷中分散預(yù)疏水化二氧化硅也有不利的影響。首先，混合物的組分不完全處于平衡狀態(tài)，這可以從后來的基礎(chǔ)混合物或由此生產(chǎn)的硅橡膠組合物的儲存中粘度上的變化看出。通常，盡管使用預(yù)疏水化二氧化硅，在儲存過程中粘度也發(fā)生連續(xù)增加。這種現(xiàn)象眾所周知為縐硬化現(xiàn)象，與填料顆粒間聚合物橋的形成有關(guān)。因為填料和聚有機硅氧烷之間的相互作用隨二氧化硅的疏水化程度的增大而減小，流動性和粘度穩(wěn)定性的改進，在一定程度上，可以通過增大預(yù)疏水化氧化硅的疏水化程度來實現(xiàn)。然而，二氧化硅的增強作用隨著疏水化程度的增大而減小，尤其是在疏水化程度很高時，這對所得硅氧烷彈性體的機械強度和力學(xué)彈性特征具有不利的影響。

從現(xiàn)有技術(shù)可知一系列改進可交聯(lián)硅橡膠組合物流動性和粘度的添加劑。德國公開的說明書DE?195?45?365?A1描述了，例如，用于生產(chǎn)儲存穩(wěn)定的硅橡膠組合物的方法，其中添加了硅烷醇或烷醇。然而，這樣的添加劑從許多角度看是不利的，因為它們增大了揮發(fā)性或可萃取組分的比例，影響了有效期和交聯(lián)速率，并在硅橡膠組合物的加工中導(dǎo)致氣味污染。

因此本發(fā)明的一個目的是開發(fā)一種用于在聚有機硅氧烷中分散表面處理的微細填料的方法，所述方法在不添加保留在有機硅組合物中的活性添加劑的情況下，得到易流動的、粘度穩(wěn)定的基礎(chǔ)混合物以及，尤其是，可交聯(lián)的硅橡膠組合物。