阻燃型紫外光和紫外光/水分可固化聚硅氧烷组合物制造技术

本发明专利技术涉及通过紫外辐射曝光，以及可有可无的暴露于水分环境，而能被快速固化成坚硬弹性材料的聚硅氧烷配方。固化过的产品显示出高的耐易燃性和阻燃性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本申请涉及紫外光和紫外光/水分二元可固化聚硅氧烷组合物，该组合物显示出高的阻易燃性和阻燃性，和由此所生产的硅氧烷(聚有机硅氧烷)橡胶材料。相关技术的简要描述硅橡胶和液体组合物以各种形式存在，其特征在于其不同的固化化学性、粘度、聚合物类型和纯度不同。可以将其分成由一组分组成的体系和由两组分组成的体系，并且可以将特殊的聚硅氧烷组合物设计成可用多种方式(机理)固化的。水分固化方式(机理)、热固化方式和光引发固化方式是用于引起固化(即，活性聚硅氧烷的交联)的手段中的几种方式。这些方式是基于缩合反应(由此在聚硅氧烷骨架上某些基团水解)，或由能量形式(如电磁辐射或加热)引发的加成反应。在某些聚硅氧烷组合物中，结合使用这些固化方式以得到所需要的结果。例如，在过氧化物存在下，通过加热可固化活性聚有机硅氧烷。另外，还可以在含有硅氢基团(-SiH)化合物和金属氢化硅烷化催化剂如有机铂催化剂存在下，通过加热固化这些活性聚硅氧烷。具有甲基丙烯酸酯官能团的紫外光固化聚硅氧烷是已知的。例如，美国专利No.4,675,346(Lin)(在此专门引入其公开内容作为参考)涉及紫外光可固化的聚硅氧烷组合物及其固化的组合物，该组合物包括至少50％特殊类型的硅氧烷树脂，至少10％热解法二氧化硅填料和光引发剂。其它已知的紫外光固化硅氧烷组合物包括在英国专利1,323,869中所公开的内容；美国专利4,201,808(Culley)和4,348,454(Eckberg)(平均每个分子具有至少一个丙烯酰氧基和/或甲基丙烯酰氧基的有机聚硅氧烷的组合物；低分子量聚丙烯酰基交联剂；和一种光敏剂；该组合物据报导适用于脱膜涂料，并且紫外光辐射可固化)；和在英国专利2,039,287(从甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和低分子量羟基端基的聚有机硅氧烷反应得到的纸保护性涂层的组合物)中所公开的内容。紫外光/水分二元固化组合物也是已知的。参见美国专利4,528,081(Nakos)和4,699,802(Nakos)，在此引入各公开内容作为参考。这种硅氧烷配方在某些商业应用中，其易燃性和可燃性是一关心问题，特别是在生产或最终使用者中对其有争议情况下。结果是，在这种场合下，通常仅仅使用一小类这种硅氧烷配方。过去，为了减轻影响，使用热固性的硅氧烷组合物，其中组合物本身的可模塑性和固化产品的电性能是所希望的。通过加入卤化的材料、填料、有机铂材料和苯并三唑类赋予这类热固性硅氧烷组合物的耐易燃性和阻燃性。然而，由于涉及到毒性和环境，以及可能污染放置组合物的基质的原因，使用为达到所需性能的卤化材料的产品是不期望的。提供这种可热固化硅氧烷组合物的其它方法也是公知的。例如，欧洲专利申请801 111,808 874和808 875分别涉及液体硅橡胶组合物，据称它在固化后，生产高阻燃性硅橡胶。该组合物是有机硅氧烷基的，并且含有二氧化硅填料、氢氧化铝、苯并三唑，和铂-3，5-二甲基-1-己炔-3-醇反应混合物。该组合物可以进一步包括碳酸锌，聚有机氢化硅氧烷，和氢甲硅烷基化反应催化剂。另外，最近公开的化学文摘(Chemical Abstracts)引用了有关用于电线的介电涂层的阻燃性硅橡胶的中国专利申请，该阻燃性硅橡胶含有乙烯基硅氧烷橡胶，苯并三唑，铂氯酸，二氧化硅填料和羟基硅油。参见Chem.Abs.128168854s(1998)(引用中国专利文件CN 1,144,237)。乙烯基硅氧烷橡胶常常是通过加热固化的。然而，在某些商业应用上，热固性的聚硅氧烷存在缺点。这些缺点包括其在热敏基质和/或热敏电路方面被限制使用。另外，热固性的聚硅氧烷通常比用其它方式(如紫外光固化)可固化的聚硅氧烷固化得慢。人们认为这类缺点是元件的生产中的难题，较低的固化速度使生产工艺的效率低。因此，遍布最终用途应用的这类热固性的聚硅氧烷的应用受到限制。事实上，在这些应用中，需要紫外光可固化的聚硅氧烷组合物，但是为了赋予阻燃性，人们不能简单地在可热固化聚硅氧烷中使用在过去已经使用过的阻燃剂材料。也就是，确信这些填料材料通常(其用量见EP’111,’874，和’875公开出版物)会赋予组合物差的光透性(时常不透明)。因此，通过紫外光辐射不能适当地固化含有这类填料的组合物。也就是，由于填料的干扰，只能形成最外表面层，而不能类似地固化内部。此外，在实践中，由于使用一定量的填料，组合物本身的流动性差。并且，当固化时，组合物是脆性的，因此降低了其所形成键的完整性。并且，最近公开的化学文摘引用了涉及具有阻燃性的紫外光固化聚硅氧烷涂料组合物的日本专利文件。这些硅氧烷组合物含有硅氧烷组分，2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷和乙酰丙酮铝。但是看来像是这些组合物没有被填充，因此在密封剂应用或定型涂料应用中其不具有固化材料所要求的强度。因此，还需要寻找耐易燃性和阻燃性的紫外光固化聚硅氧烷。尽管存在需要，但是至今不能相信紫外光固化填充的硅氧烷组合物是耐易燃的和阻燃的。因此，不管现在的关于耐易燃性和阻燃性的硅氧烷技术是怎样的，希望阻燃聚硅氧烷组合物是可用紫外光辐射曝光固化的。还希望提供一种能用水分固化的、并且显示出商业上可接受的固化消粘时间的这样一种组合物。专利技术概述本专利技术针对一种聚硅氧烷配方，通过紫外辐射曝光和可有可无的暴露于水分中，它可以被快速地固化成坚硬的弹性材料。固化的产品显示出高的耐易燃性和阻燃性。更具体地是，本专利技术的组合物包括(a)含有活性聚硅氧烷的硅氧烷树脂成分，该活性聚有机硅氧烷具有至少一种选自(甲基)丙烯酸酯，羧酸酯，马来酸酯，肉桂酸酯及其组合的官能团，和可有可无的烷氧基官能团或芳氧基官能团；(b)可有可无的无机填料成分；(c)光引发剂成分；和(d)有效量的阻燃剂成分，以提高组合物的阻燃性。阻燃剂成分可以选自有机金属材料或甲硅烷基金属材料，氧化铝，沉淀的二氧化硅及其组合。本专利技术的组合物可以进一步包括三唑成分和/或活性稀释成分，其例子如下文所示。本专利技术还提供一种制备本专利技术组合物的方法，使用该组合物的方法，和这种组合物的反应产物。通过阅读下面题目为“专利技术的详细说明”的章节会更容易理解本专利技术。专利技术的详细说明本专利技术的组合物是基于硅氧烷基的并用至少一个选自(甲基)丙烯酸酯，羧酸酯，马来酸酯，肉桂酸酯及其组合的基团官能化。这些基团赋予硅氧烷材料易于紫外光固化的特性。另外，在第二步水分固化是需要的情况下，可聚合成分还包括至少一个烷氧基官能团或芳氧基官能团。在此所用的术语“(甲基)丙烯酸酯”是指下面结构的基团 其中R1是H或烷基。这类(甲基)丙烯酸酯基团的例子是丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯和乙基丙烯酸酯基团。在此所用的术语“烷氧基”和“芳氧基”是指R2-O结构的基团，其中R2是烷基或芳基，其例子包括甲氧基，乙氧基和苯氧基。代表性的聚硅氧烷包括下式中的那些 其中R1，R2和R3可以相同或不同，并且是包括下列基团的有机基团烷基如甲基、乙基等，卤代烷基如3，3，3-三氟丙基，取代的或未取代的芳基如苄基或苯基，烷氧基或取代的或未取代的芳氧基如甲氧基、乙氧基和苯氧基，和其它基团如乙烯基、甲基丙烯酰氧丙基，巯基丙基，氢或二苯乙醇酮基团；R4是H或C1-5烷基；R5是亚烷基如C1-8亚烷基；和n是至少为80。希望R1和R2是烷基，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
紫外光辐射可固化成弹性体的阻燃硅氧烷组合物，包括：（ａ） 含有活性聚有机硅氧烷的活性硅氧烷树脂成分，该活性聚有机硅氧烷具有至少一个选自（甲基）丙烯酸酯，羧酸酯，马来酸酯，肉桂酸酯及其混合物的官能团，和可有可无的烷氧基官能团或芳氧基官能团 ；（ｂ） 可有可无的无机填料成分；（ｃ） 光引发剂成分；和（ｄ） 阻燃剂成分，其含量能有效地提高组合物的耐易燃性。

【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：LD本宁顿，
申请(专利权)人：洛克泰特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]