用于生产含有微细填料的硅氧烷组合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产混合物的方法，所述混合物包含微细的表面处理的填料、硅氧烷以及，如果需要，其它添加剂，并且能用于生产可交联的硅橡胶组合物，该方法的优点是由根据本发明专利技术生产的填料／硅氧烷混合物所生产的可交联硅橡胶组合物具有良好的粘度稳定性、改善的加工性能，并使硅氧烷弹性体具有改善的性质特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生产含有微细的表面处理过的填料、硅氧烷以及，如果需要， 其它的添加剂的混合物的方法，所述混合物可用于生产可交联的硅橡胶组合 物，所述方法的优点是由本专利技术生产的填料/硅氧垸混合物所生产的可交联硅 橡胶组合物具有良好的粘度稳定性、改善的加工性能并使硅氧垸弹性体具有 改善的性质特征。大家熟知的命名为HTV、 LSR及RTV的可交联硅橡胶组合物的生产，包 括将聚有机硅氧垸(硅氧垸)与填料，特别是比表面为至少50mVg的微细的 增强填料混合作为必要工序，以给予由此生产的硅氧烷弹性体足够的机械强 度和弹性。优选的增强填料是热解或沉淀二氧化硅及炭黑。聚有机硅氧烷和 填料通常首先混合得到基础混合物，随后通过混入其它组分比如交联剂、催 化剂、稳定剂、增塑剂、颜料等得到可交联的硅橡胶组合物。已知许多生产 这些基底混合物，也就是用于分散微细填料和硅氧垸的方法。根据要分散填 料的疏水或亲水特性可以基本上对采用的两中方法变型加以区分。由于生产 的方法最初得到的特别优选的微细二氧化硅为亲水颗粒，这非常限制其直接 用于生产可交联的有机硅组合物，因为由于二氧化硅的亲水特性而与聚有机 硅氧烷的强相互作用导致粘度急剧地增加(绉硬化直至变脆)，其结果使可 交联有机硅组合物的进一步加工变得困难或完全被阻止。为此，二氧化硅疏 水化绝对是有必要的，以便得到粘度稳定的，尤其是易流动的硅氧垸组合物。二氧化硅的疏水化可以在单独工序中进行，如德国公开的说明书DE38 39 900 Al所描述。然后疏水二氧化硅可以在连续或间歇运行的混合装置中分 散于聚有机硅氧烷。另一个用于生产基础混合物的方法变型描述于德国公开 的说明书DE25 35 334A1。在此变型中，亲水二氧化硅在水和疏水剂如六甲 基二硅氮烷的存在下被混入聚有机硅氧烷(原位法)。在这两个方法变型中， 疏水二氧化硅最终存在于所述基础混合物中，其结果是基础混合物以及由此 生产的可交联硅橡胶组合物的流变行为，尤其是流动性和粘度稳定性，被明 显地改进。用于生产基础混合物的原位法其中的缺点是亲水二氧化硅一次仅很少可 以混入聚有机硅氧'烷和疏水剂的混合物中，因为否则致密组合物分裂成粉状 混合物而不再能进一步加工。另外，疏水剂的残余和副产品以及所添加的水 必须在疏水化阶段后除去，这最终使混合、捏合及烘干耗费时间，通过必需 几小时。所述原位法因此主要用在间歇运行的混合装置(分批法)，在那里有充分长的停留时间。例如，德国公开的说明书DE 42 15 205 Al描述了连续 运行的原位法用于生产硅橡胶组合物，其中通过串联连接三个混合装置，在 基础混合物总的停留时间为约一个小时下，基础混合物的生产成为可能，但 从装置和工艺工程角度来讲需要高的花费。预疏水化二氧化硅在聚有机硅氧垸中的分散没有上述原位法的缺点，此 外具有既可以在间歇运行的混合装置中又可以在连续运行的混合装置中进行 的优点，尽管在后者内仅可用到短的停留时间。与间歇法相比，连续法代表 了重要的技术上的进步，因为可以实现明显较高的时空产率和产品质量上较 低的波动。这种使用预疏水化二氧化硅连续生产基础混合物的方法描述于德 国公开的说明书DE 196 17 606 Al中。预疏水化二氧化硅的分散在例如仅15 分钟的停留时间中发生。然而，很短的时间内在聚有机硅氧烷中分散预疏水化二氧化硅也有不利 的影响。首先，混合物的组分不完全处于平衡状态，这可以从后来的基础混 合物或由此生产的硅橡胶组合物的储存中粘度上的变化看出。通常，尽管使 用预疏水化二氧化硅，在储存过程中粘度也发生连续增加。这种现象众所周 知为绘硬化现象，与填料颗粒间聚合物桥的形成有关。因为填料和聚有机硅 氧垸之间的相互作用随二氧化硅的疏水化程度的增大而减小，流动性和粘度 稳定性的改进，在一定程度上，可以通过增大预疏水化氧化硅的疏水化程度 来实现。然而，二氧化硅的增强作用随着疏水化程度的增大而减小，尤其是 在疏水化程度很高时，这对所得硅氧烷弹性体的机械强度和力学弹性特征具 有不利的影响。从现有技术可知一系列改进可交联硅橡胶组合物流动性和粘度的添加 剂。德国公开的说明书DE 195 45 365 A1描述了，例如，用于生产储存稳定 的硅橡胶组合物的方法，其中添加了硅烷醇或垸醇。然而，这样的添加剂从 许多角度看是不利的，因为它们增大了挥发性或可萃取组分的比例，影响了有效期和交联速率，并在硅橡胶组合物的加工中导致气味污染。因此本专利技术的一个目的是开发一种用于在聚有机硅氧烷中分散表面处理 的微细填料的方法，所述方法在不添加保留在有机硅组合物中的活性添加剂 的情况下，得到易流动的、粘度稳定的基础混合物以及，尤其是，可交联的 硅橡胶组合物。极短时间内在聚有机硅氧垸中分散预疏水化的微细二氧化硅还有另一个 缺点。微细填料通常具有非常低的堆密度，即物料的密度比物料中存在的固 体密度低一到两个数量级。为此物料中存在的气体(空气)量在微细填料混 入聚有机硅氧烷的过程中很大程度上被排出。然而，增强、结构填料比如微细二氧化硅具有分形结构(fractal structure)，因此一定量的气体不可避免地 残留在填料颗粒的表面和内部。在混合及以后的储存过程中，此粒子包裹的 空气逐渐从聚有机硅氧烷中排出，由于后者润湿了填料表面并因此逐渐浸入 填料粒子的分形、多孔结构(渗透)。然而，该方法发生数小时到数天，对 其有局限性。由于所用的聚有机硅氧烷的链长产生特别的流体力学半径，以 及微细填料的分形结构，填料的润湿从不能进行完全；尺寸在亚微米范围的 微量气体包裹体(气泡)始终残留在填料粒子的表面或内部。在硅橡胶组合 物的特殊加工条件下，这些气泡的存在可能带来难题。在液体硅橡胶组合物 通过注射成型进行加工的情况下，在高温例如1S0。C以及数百巴的液体静压 下，交联在几分钟内发生，这与打开注模迅速的压降有关。结果是存在于注 射成型设备中的热LSR组合物或在打开注射成型设备时仍是热的成型LSR制品，对溶解于所用LSR组合物中的挥发性组分例如水、空气、短链硅氧垸、 环硅氧烷、抑制剂等过饱和。如果它们的尺寸超过特定临界值，上述气泡可 以起到沸腾核的作用并导致在硅氧烷弹性体组分中形成更大的肉眼可视的孔 隙(也称作"白点")，从而使所述硅氧烷弹性体组分不可用。在硅橡胶组 合物中存在的气泡的数量和尺寸尤其关键取决于分散条件。因此，与高剪切 力相联系的长捏合时间对润湿过程是必要的，因为增加打碎分形结构(聚集 体、团聚物)并因此同时更好的渗透可以发生。因而可以推断预疏水化二氧 化硅在很短的停留时间内的分散在这方面有缺点。本专利技术的另一个目的是提供用于在聚有机硅氧垸中分散表面处理的微细 填料的方法，该方法得到的可交联硅橡胶组合物显示改进的加工行为改进，尤其是避免了白点的形成。现在已经意外的发现可交联硅橡胶组合物的储存稳定性、其加工性能以 及可交联成形制品的力学弹性性质可以得到明显的改进，如果在包含聚有机 硅氧烷和填料的基础混合物的配混过程中添加低分子量、无反应性的有机硅 化合物并随后再大部分至完全地被去除。本专利技术因此提供了用于生产包含经表面处理的微细填料的硅氧烷组合物 的方法，其中(a) 经表面处理的微细填料(A)与聚有机硅氧烷(B)的混合在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产包含表面处理的微细填料的硅氧烷组合物的方法，其中　　　　（ａ）表面处理的微细填料（Ａ）与聚有机硅氧烷（Ｂ）的混合在含２～１０个硅原子且不含可水解或可缩合官能团的低分子量有机硅化合物（Ｃ）的存在下进行，或　　　　（ｂ）将包含表面处理的微细填料（Ａ）与聚有机硅氧烷（Ｂ）的混合物与含２～１０个硅原子且不含可水解或缩合官能团的低分子量有机硅化合物（Ｃ）进行均相混合，　　　　并且基于低分子量有机硅化合物（Ｃ），含有填料的硅氧烷组合物随后去除低分子量有机硅化合物（Ｃ）到至少８０％的程度，所述表面处理的微细填料（Ａ）、聚有机硅氧烷（Ｂ）及有机硅化合物（Ｃ）各自可以是单一物质或多种物质的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C韦尔纳，F阿亨巴赫，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]