[發明專利]有機硅彈性體組合物和彈性體材料

在審

• 申請號: 201980092996.4
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN113474417A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王韶暉;陳玉勝;王銳;H·P·沃爾夫;M·D·費希爾
• 申請（專利權）人: 美國陶氏有機硅公司
• 主分類號: C08L83/07
• 分類號: C08L83/07;C08L83/05
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

本發明提供了一種自潤滑有機硅彈性體組合物和由其制成的自潤滑彈性體材料，該自潤滑彈性體材料具有低摩擦系數并且避免了對“自滲出”的需要。該組合物包含(i)50重量％至75重量％的一種或多種含有0.01重量％至0.1重量％的烯基和/或炔基含量的聚二有機硅氧烷聚合物；(ii)3重量％至15重量％的具有≥0.5重量％的烯基或炔基含量的聚二有機硅氧烷聚合物；(iii)10重量％至35重量％的增強填料；以及(iv)過氧化物催化劑或(v)硅氫加成催化劑包中的任一種或兩種。

本發明涉及一種自潤滑有機硅彈性體組合物和由其制成的自潤滑彈性體材料，該自潤滑彈性體材料具有低摩擦系數并且避免了對“自滲出”的需要。還公開了由彈性體材料制成的制品。

通過加成(有時稱為硅氫加成)固化或過氧化物自由基固化而交聯的有機硅彈性體組合物在硅橡膠領域中是已知的。由于由此得到的彈性體的物理特性，它們可用于廣泛的應用范圍。對于許多用途，有機硅彈性體材料(硅橡膠)優于天然橡膠。例如，使用基于可固化聚二有機硅氧烷的組合物制備的有機硅彈性體可經受廣泛的溫度變化而不會對其物理特性產生明顯的影響。此外，它們幾乎不受紫外線輻射的影響，即使在長時間段內也是如此。它們還耐臭氧、油、鹽、水以及其他道路和汽車化學品。然而，通常有機硅彈性體材料具有當它們與多種其他材料發生摩擦接觸時具有高摩擦系數的缺點。

例如，基于有機硅的彈性體材料已被用作車輛擋風玻璃的雨刮片中的葉片材料。然而，最初證明這些有機硅彈性體材料由于有機硅彈性體葉片與擋風玻璃表面之間的不可接受的高摩擦而難以用于此類應用。事實上，一些早期的有機硅雨刮片表現出如此高的摩擦水平，以至于雨刮片在擦拭擋風玻璃時從雨刮架脫落，并且還常常在與擋風玻璃表面相互作用期間產生無法接受的吱吱聲和/或“顫抖”噪音，從而導致擋風玻璃雨刮器電機上的負載過高。

如今，由于使用摩擦系數低得多的有機硅彈性體材料制備雨刮片，因此使用有機硅彈性體材料制備雨刮片得到了顯著改善。這是因為已開發了自潤滑有機硅彈性體，通過例如將聚四氟乙烯(PTFE)粉末(通常具有≥1μm且≤50μm的粒度)引入用于制備彈性體材料的有機硅組合物中，通過用PTFE涂層涂覆預固化的有機硅彈性體雨刮片，并且通過開發自滲出有機硅彈性體，所述自滲出有機硅彈性體被設計成通過在固化后將液體潤滑劑從彈性體主體中滲出而形成潤滑表面，并且消除了對后者二次涂覆工藝的需要。然而，雖然可以看出上述涂層和自滲出有機硅彈性體材料為這種應用提供了有益效果，但它們并沒有提供完整的解決方案，因為潤滑涂層將隨時間推移而磨損，從而減小雨刮片的改善的摩擦特性并且使用自滲出彈性體作為雨刮片可能導致擋風玻璃表面上涂上膜，這會模糊駕駛員的視線。

自潤滑有機硅彈性體材料的其他應用包括具有兩個或更多個部件的半動態密封件，其中一個部件在實踐中沿著另一個部件或元件移動、在另一個部件或元件上滑動或接觸另一個部件或元件，或者作為動態密封件的一部分，其中兩個或更多個部件類似地彼此接觸或移動，示例包括墊圈、閥、蓋等。在此類應用/用途中，提供由所述自潤滑有機硅彈性體材料制成的制品以有效地減小摩擦或接觸表面之間的摩擦，最重要的是在邊界潤滑的條件下和/或用于持續保持低表面能和/或有效地排斥流體和由此產生的接觸表面上的阻力。它們通常用于汽車連接器密封件(用于電連接)、用于防風雨包密封件、用作O形環、閥、塞子、密封件、球囊，在適當的情況下，它們可用于某些醫療應用。通過增加所用的彈性體材料的潤滑性，可限制特定結構的變形程度以形成或保持防滲漏密封，同時減小滑過或穿過該結構所需的力。

通常，此類自潤滑有機硅彈性體組合物包含一種或多種潤滑劑，諸如合成油和/或固體潤滑劑。就合成油而言，這些可包括例如全氟聚醚(PFPE)合成油、聚四氟乙烯(PTFE)合成油和烴基合成油，例如即乙烯和烯烴的共低聚物。此類材料在行業中通常被稱為滲油液體硅橡膠，其被專門設計成避免需要二次涂覆工藝來降低摩擦系數。這些自潤滑有機硅彈性體組合物旨在延長模制部件的使用壽命，防止縫隙愈合，并且能夠容易且有效地模制部件而不會污染模具。優選的固體潤滑劑包括低粒度(≥1μm且≤50μm)的聚四氟乙烯粉末、二氧化鈦微粉末、二硫化鉬微粉末、石墨微粉末或薄片以及氮化硼微粉末等。