包含簇合官能化聚有机硅氧烷和有机硅反应性稀释剂的可固化有机硅组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种可固化有机硅组合物，其包含(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机聚硅氧烷；(II)有机硅反应性稀释剂，和(III)自由基引发剂反应的反应产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含簇合官能化聚有机硅氧烷和有机硅反应性稀释剂的可固化有机硅组合物
本专利技术总体涉及可固化有机硅组合物，并且更具而言涉及包含如下组分反应的反应产物的可固化有机硅组合物：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机聚硅氧烷；(II)有机硅反应性稀释剂，和(III)自由基引发剂。
技术介绍
固化成弹性材料的聚有机硅氧烷组合物是众所周知的。这类组合物可通过如下制备：将具有可固化的(例如可水解的、可辐射固化的或可热固化的)基团的聚二有机硅氧烷与交联剂和/或催化剂(根据需要)混合。一般而言，该聚二有机硅氧烷每个链末端可具有1至3个反应性基团。然后可使包括这些组分的组合物固化，例如通过暴露于大气水分、暴露于辐射或暴露于热来固化，这取决于所存在的可固化基团。具体组合物的固化速率取决于包括所存在的反应性基团的类型和数目在内的多种因素。众所周知的是不同的基团具有不同的反应性。例如，在存在水分的情况下，当所有其他条件相同时硅键合的乙酰氧基将通常比硅键合的烷氧基更快地水解。另外，即使相同类型的可固化基团可具有不同的反应性，这取决于键合至特定硅原子的那些可固化基团的数目。例如，如果聚二有机硅氧烷在链末端具有与一个硅原子键合的三个硅键合烷氧基，则第一个烷氧基通常是最具反应性的(最快速反应)，而在第一个烷氧基反应后，与同一硅原子键合的第二个烷氧基要耗费更长时间来反应，对于第三个则甚至更长。因此，仍不断需要制备每个分子端具有更多“最”具反应性的基团的簇合官能化聚有机硅氧烷。此外，为了显示用于某些应用(如有机硅粘合剂应用)的实用性，可将填料添加至组合物以改善所得的该组合物的固化产物的物理特性谱(profile)(例如，增加抗拉强度和增加断裂伸长率百分数)。已显示填料的本质、其化学性、粒度和表面化学全都会影响聚有机硅氧烷与填料之间的相互作用大小，并因此影响最终的物理特性。其他特性(如粘附性和可分配性)也在组合物用于这些有机硅粘合剂应用的性能和商业可接受性方面起作用。有机硅粘合剂通常具有超过200磅/平方英寸(psi)的抗拉特性和100％的伸长率，粘附至多种多样的金属表面、矿物表面和塑料表面。已经公开了“哑铃型(dumb-bell)”有机硅聚合物的合成，在该聚合物中长的聚合物链被具有一个或多个有机官能团的环状、直链和星型物质封端。已经描述了这类聚合物，其可经历多种固化化学，例环氧基(缩水甘油基、烷基环氧基和环脂族环氧基)、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚氨酯、烷氧基或加成。希望制备多官能末端封端的聚合物(簇合官能化聚有机硅氧烷)，其中可固化基团簇集在聚合物的末端/端部。该“哑铃型”有机硅聚合物中簇合官能团与分隔它们的非官能化聚合物链的组合可在固化速率下降最少的情况下提供更高的物理特性。已对其中可固化基团相同(例如，聚合物链末端处簇集的所有可固化基团可以是环氧基或烷氧基)的“哑铃型”有机硅聚合物演示了该方法。还对所谓的“多固化(multiplecure)”体系演示了该方法，在该体系中可固化基团不同，例如，在聚合物末端簇集的所有可固化基团可以是环氧基和烷氧基的组合。包括这些簇合官能化聚有机硅氧烷的导热有机硅组合物用于将混合电路基板、功率半导体元件和器件粘结至散热器以及用于其中主要关注柔顺性和导热性的其他粘结应用中。这些导热有机硅组合物的低粘度形式可理想地用作用于变压器、电源、线圈和需要改善的热耗散的其他电子器件的导热灌封材料。为了使这些可固化聚有机硅氧烷组合物分配性更好以用于涂敷目的，通常有必要或者期望通过使用降低粘度的聚合物(有时候称为反应性稀释剂)来降低其粘度。这类反应性稀释剂应该与可固化聚有机硅氧烷组合物相容并且用于降低粘度而不会在涂敷之前不利地影响该组合物的特性(如贮存稳定性)也不会在涂敷之后不利地影响该组合物的特性(包括该组合物的固化速率和固化后物理特性)。
技术实现思路
本专利技术公开了一种可固化有机硅组合物，其包含：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机聚硅氧烷；(II)有机硅反应性稀释剂，和(III)自由基引发剂。在某些实施例中，簇合官能化聚有机聚硅氧烷(I)包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷；b)平均每分子具有4至15个硅原子的聚有机氢硅氧烷；和c)每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个自由基可固化基团的反应性物质；该反应在d)硅氢加成催化剂和e)异构体还原剂的存在下进行。在某些实施例中，有机硅反应性稀释剂(II)包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有大于0至402、或者10至200个硅原子的聚有机氢硅氧烷；和b)每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或多个可固化基团的反应性物质；该反应在c)异构体还原剂和d)硅氢加成催化剂和任选的e)该硅氢加成催化剂的抑制剂的存在下进行。在某些实施例中，有机硅反应性稀释剂(II)包含如下组分反应的反应产物：a)式HR2SiO-(R2SiO)a-SiR2H的第二聚有机氢硅氧烷，其中每个R独立地为单价烃基并且其中下标a具有范围为0至400的平均值；和b)每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或多个可固化基团的反应性物质；该反应在c)异构体还原剂和d)硅氢加成催化剂和任选的e)该硅氢加成催化剂的抑制剂的存在下进行。在某些其他实施例中，有机硅反应性稀释剂(II)包含如下组分反应的反应产物：a)根据下式的硅氧烷化合物：其中：每个R独立地为具有1至6个碳原子的单价烃，R’为具有3至12个碳原子的单价烃，R”为H或CH3，并且下标m和n各自独立地具有1至10的值，和b)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，该反应在c)第一硅氢加成催化剂和任选的d)该第一硅氢加成催化剂的抑制剂以及其他额外的任选组分的存在下进行。该可固化有机硅组合物由于其能够通过两种截然不同的方法(即水分固化和热自由基固化)来固化而不会不利地影响其机械和物理特性而提供许多优点。因而，该稳定性热自由基可固化有机硅组合物可在更宽泛种类的基材(包括塑料基材和金属基材)上使用，以及用于各种各样的应用(如用于电子器件应用)中。本专利技术还公开了一种形成固化基材的方法，所述方法包括：将根据本专利技术任一实施方案所述的可固化有机硅组合物施加至基材；以及使所述可固化有机硅组合物在所述基材上固化以形成所述固化基材。本专利技术还公开了一种带填料的可固化有机硅组合物，其包含填料和本专利技术任一实施方案所述的可固化有机硅组合物。本专利技术还公开了本专利技术任一实施方案所述的带填料的可固化有机硅组合物在电子器件应用中的用途。此外，与具有非反应性稀释剂或较低水平的其他类型的反应性稀释剂的可固化有机硅组合物相比，有机硅反应性稀释剂以下文提供的量掺入进该可固化有机硅组合物中可起到降低所得组合物的粘度的作用，但所施加和固化的组合物的固化不降低。具体实施方式除非另外指明，否则词语“一个”、“一种”和“所述”各指一个(一种)或多个(多种)。除非另外指明，否则本申请中的所有量、比率和百分比均以重量计。除非另外指明，否则所有的运动粘度均在25℃下测量。本专利技术公开了一种可固化有机硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化有机硅组合物，其包含如下组分反应的反应产物：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机硅氧烷，所述簇合官能化聚有机硅氧烷包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，b)平均每分子具有4至15个硅原子以及每组分a)中的脂族不饱和有机基团至少4个硅键合氢原子的第一聚有机氢硅氧烷，c)每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个可固化基团的第一反应性物质，所述反应在d)第一硅氢加成催化剂和e)第一异构体还原剂的存在下进行；(II)有机硅反应性稀释剂，所述有机硅反应性稀释剂包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有10至200个硅原子的第二聚有机氢硅氧烷，和b)每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或多个可固化基团的第二反应性物质，所述反应在c)第二异构体还原剂和d)第二硅氢加成催化剂的存在下进行；和(III)自由基引发剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.11 US 61/763,1471.一种可固化有机硅组合物，所述可固化有机硅组合物包含如下组分反应的反应产物：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机硅氧烷，所述簇合官能化聚有机硅氧烷包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，b)平均每分子具有4至15个硅原子以及每组分a)中的脂族不饱和有机基团至少4个硅键合氢原子的第一聚有机氢硅氧烷，c)每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个可固化基团的第一反应性物质，所述反应在d)第一硅氢加成催化剂和e)第一异构体还原剂的存在下进行，其中所述第一异构体还原剂e)包含羧酸甲硅烷基酯或2,6-二叔丁基-4-(二甲基氨基甲基)苯酚；(II)有机硅反应性稀释剂，所述有机硅反应性稀释剂包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有10至200个硅原子的第二聚有机氢硅氧烷，和b)每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或多个可固化基团的第二反应性物质，所述反应在c)第二异构体还原剂和d)第二硅氢加成催化剂的存在下进行；和(III)自由基引发剂。2.根据权利要求1所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二反应性物质包含根据式R3dSiR4(3-d)的硅烷；其中下标d具有范围为1至3的值并且其中每个R3独立地为脂族不饱和有机基团并且其中每个R4独立地选自含有丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的有机基团。3.根据权利要求1所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二反应性物质包含不含硅原子并且平均每分子具有1至2个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个反应性基团的有机化合物。4.根据权利要求1所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二异构体还原剂以基于所述有机硅反应性稀释剂的量存在以引起与不存在所述第二异构体还原剂的情况下形成的有机硅反应性稀释剂相比，所述第二聚有机氢硅氧烷的Si-H基团与所述第二反应性物质的脂族不饱和有机基团的β加成减少至少10％。5.一种可固化有机硅组合物，所述可固化有机硅组合物包含如下组分反应的反应产物：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机硅氧烷，所述簇合官能化聚有机硅氧烷包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的聚有机硅氧烷，b)平均每分子具有4至15个硅原子以及每组分a)中的脂族不饱和有机基团至少4个硅键合氢原子的第一聚有机氢硅氧烷，c)每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个可固化基团的第一反应性物质，所述反应在d)第一硅氢加成催化剂和e)第一异构体还原剂的存在下进行，其中所述第一异构体还原剂e)包含羧酸甲硅烷基酯或2,6-二叔丁基-4-(二甲基氨基甲基)苯酚；(II)有机硅反应性稀释剂，所述有机硅反应性稀释剂包含如下组分反应的反应产物：a)式HR2SiO-(R2SiO)a-SiR2H的第二聚有机氢硅氧烷，其中每个R独立地为单价烃基并且其中下标a具有范围为0至400的平均值，和b)每分子具有至少1个脂族不饱和有机基团和1个或多个可固化基团的第二反应性物质，所述反应在c)第二异构体还原剂和d)第二硅氢加成催化剂的存在下进行；和(III)自由基引发剂。6.根据权利要求5所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二反应性物质包含根据式R3dSiR4(3-d)的硅烷；其中下标d具有范围为1至3的值并且其中每个R3独立地为脂族不饱和有机基团并且其中每个R4独立地选自含有丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的有机基团。7.根据权利要求5所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二反应性物质包含不含硅原子并且平均每分子具有1至2个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个反应性基团的有机化合物。8.根据权利要求5所述的可固化有机硅组合物，其中所述第二异构体还原剂以基于所述有机硅反应性稀释剂的量存在以引起与不存在所述第二异构体还原剂的情况下形成的有机硅反应性稀释剂相比，所述第二聚有机氢硅氧烷的Si-H基团与所述第二反应性物质的脂族不饱和有机基团的β加成减少至少10％。9.一种可固化有机硅组合物，所述可固化有机硅组合物包含如下组分反应的反应产物：(I)具有选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的至少一个自由基可固化基团的簇合官能化聚有机硅氧烷，所述簇合官能化聚有机硅氧烷包含如下组分反应的反应产物：a)平均每分子具有至少2个脂族不饱和有机基团的第一聚有机硅氧烷，b)平均每分子具有4至15个硅原子以及每组分a)中的脂族不饱和有机基团至少4个硅键合氢原子的聚有机氢硅氧烷，c)每分子具有至少一个脂族不饱和有机基团以及选自丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团的一个或多个可固化基团的反应性物质，所述反应在d)第一硅氢加成催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜静，寅·唐，J·唐戈，A·扎里斯菲，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：美国;US