有机硅-聚烯烃杂化弹性体制造技术

公开了一种有机硅

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机硅
‑
聚烯烃杂化弹性体
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年2月10日提交的美国临时专利申请号63/147,866的优先权和所有优点，该美国临时专利申请的内容以引用方式并入本文。


[0003]本公开整体涉及有机硅组合物，并且更具体地涉及杂化有机硅
‑
聚烯烃组合物以及相关的能够固化的组合物和固化产物。
[0004]相关技术描述
[0005]有机硅是用于许多商业应用的聚合物材料，主要是由于它们具有优于它们的碳基类似物的显著优点。更具体地被称为聚合硅氧烷或聚硅氧烷的有机硅包括无机硅
‑
氧主链(
…–
Si
–
O
–
Si
–
O
–
Si
–
O
–…
)，其具有连接至硅原子的有机侧基。有机侧基可用于将这些主链中的两个或更多个主链连接在一起。通过改变
‑
Si
‑
O
‑
链长、侧基和交联，可合成具有多种性能和组成的有机硅，其中有机硅网络的稠度从液体到凝胶到橡胶再到硬塑料不等。有机硅材料和硅氧烷基材料用于多种最终用途应用和环境中，包括作为广泛多种工业、家庭护理和个人护理制剂中的组分。
[0006]最常见的有机硅材料基于直链有机聚硅氧烷聚二甲基硅氧烷(PDMS)(一种有机硅油)，其次是基于由支链和笼状低聚硅氧烷形成的有机硅树脂的那些。由于有机聚硅氧烷的固有属性，包括低损耗和稳定的光传输能力、高热稳定性和氧化稳定性以及生物相容性，这些材料中的许多通过提供增强的性能和益处而实现独特的技术。
[0007]遗憾的是，尽管在许多技术中取得了广泛的成功，但由于许多常规硅氧烷的属性不太理想，诸如它们的机械性能弱，这可能在特性较差或不合适(诸如拉伸强度低、撕裂强度低等)的材料中表现出来，因此在某些应用中使用有机硅材料仍然受到限制(即使可行)。因此，基于碳的聚合物(诸如基于聚烯烃、聚丙烯酸酯和聚氨酯树脂的那些)经常用于原本可以受益于有机硅的特定固有属性的应用中。使问题进一步复杂化的是，常规硅氧烷与大多数基于碳的聚合物不相容，这通常是由于不混溶性和/或表现出彼此对抗的特性。

技术实现思路

[0008]提供了一种有机硅
‑
聚烯烃组合物(“组合物”)。该组合物包含(A)每分子平均包含至少一个官能团X的聚硅氧烷，(B)每分子平均包含至少一个官能团Y的官能化聚烯烃，以及(C)能够固化的有机硅弹性体组分。聚硅氧烷(A)的官能团X和官能化聚烯烃(B)的官能团Y是能够反应的以在它们之间形成键。
[0009]还提供了一种制备有机硅
‑
聚烯烃共混物的方法(“制备方法”)。该制备方法包括将聚硅氧烷(A)、官能化聚烯烃(B)和能够固化的有机硅弹性体组分(C)组合以制备有机硅
‑
聚烯烃组合物，以及使聚硅氧烷(A)和酸酐官能聚烯烃(B)在能够固化的有机硅弹性体组分(C)存在下反应，从而制备有机硅
‑
聚烯烃共混物。
[0010]还提供了一种根据该制备方法制备的有机硅
‑
聚烯烃共混物。
[0011]还提供了一种能够固化的组合物。该能够固化的组合物包含有机硅
‑
聚烯烃共混物和固化剂。
[0012]还提供了一种能够固化的组合物的固化产物和制备该固化产物的方法。
具体实施方式
[0013]本文提供了一种有机硅
‑
聚烯烃组合物(“组合物”)。如从本文的描述将理解的，该组合物提供了含有有机硅和聚烯烃组分两者的杂化组合物，并且可在没有溶剂的帮助下制备和使用。由于有机硅和聚烯烃组分通常被理解为彼此不混溶或以其他方式彼此不相容，因此所用的特定化合物和条件提供了表现出用常规方法和材料可能无法获得的期望特性和性能的独特杂化材料。同样，该组合物可被开发为有效且经济地制备许多功能组合物及其组分的平台，包括在一些不太合适(即使可行)与常规材料一起使用的应用中。实际上，本文还提供了一种相容化有机硅
‑
聚烯烃共混物、用其制备的能够固化的组合物和由其制备的固化产物以及它们中的每一者的制备方法，并在下面的实施例中进行说明。
[0014]鉴于本公开内容，本领域技术人员将容易理解本专利技术组合物的独特结构和物理特征与有用的生产技术(诸如熔融共混和反应性挤出)相容，而没有与传统材料一起使用此类技术所固有的某些缺点。另外，也如本文所述和所示，本专利技术组合物使得能够制备具有增强的性能特征的产品，包括具有改善的韧性(例如，增加的撕裂强度)和耐化学性(例如，增加的耐溶剂溶胀性)、令人满意的伸长率和拉伸强度以及期望的触觉的能够注射成型的制品。此类制品可具体用于由常规材料提供的特定性能特征通常相互排斥并且增强任何一种性能可降低使用者的积极触觉体验的消费产品中。
[0015]有机硅
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聚烯烃组合物一般包含(A)聚硅氧烷、(B)官能化聚烯烃和(C)能够固化的有机硅弹性体组分。聚硅氧烷(A)平均每分子包含至少一个官能团X，并且官能化聚烯烃(B)平均每分子包含至少一个官能团Y。在一些实施方案中，聚硅氧烷(A)每分子平均包含至少两个官能团X。在这些或其他实施方案中，官能化聚烯烃(B)每分子平均包含至少两个官能团Y。如鉴于本文的描述和实施例将理解的，聚硅氧烷(A)的官能团X和官能化聚烯烃(B)的官能团Y是能够反应(例如，经由加成官能反应)以在它们之间形成键，即以偶联聚硅氧烷(A)和官能化聚烯烃(B)。
[0016]下面依次描述了聚硅氧烷(A)、官能化聚烯烃(B)和能够固化的有机硅弹性体组分(C)，以及可存在于有机硅
‑
聚烯烃组合物中的另外的化合物，这些化合物在本文中可统称为有机硅
‑
聚烯烃组合物的“组分”(即，分别为“组分(A)”、“组分(B)”、“组分(C)”等)，或者类似地，可统称为“化合物”和/或“试剂”(A)、(B)和/或(C)等。
[0017]如上文所介绍，有机硅
‑
聚烯烃组合物包含聚硅氧烷(A)。如本领域技术人员所理解的，聚硅氧烷是包含硅氧烷主链(即，由无机硅
‑
氧
‑
硅基团(即，
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
)构成的至少半连续链)的基于硅的化合物，有机硅和/或有机侧基附接到硅原子上。此类硅氧烷通常用[M]、[D]、[T]和/或[Q]单元/甲硅烷氧基基团(它们各自表示聚硅氧烷(诸如有机硅氧烷和有机聚硅氧烷)中存在的各个官能团的结构单元)的数量、类型和/或比例来表征。特别地，[M]表示通式R”3
SiO
1/2
的单官能单元；[D]表示通式R”2
SiO
2/2
的双官能单元；[T]表示通式R”SiO
3/2
的三官能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机硅
‑
聚烯烃组合物，包含：(A)每分子平均包含至少一个官能团X的聚硅氧烷；(B)每分子平均包含至少一个官能团Y的官能化聚烯烃，其中所述官能团Y能够与所述聚硅氧烷(A)的所述官能团X反应以在它们之间形成键；以及(C)能够固化的有机硅弹性体组分。2.根据权利要求1所述的有机硅
‑
聚烯烃组合物，其中所述聚硅氧烷(A)具有以下平均单元式：[X
m
R
13
‑
m
SiO
1/2
]a[X
n
R
12
‑
n
SiO
2/2
]
b
，其中x是以上定义的所述官能团，每个R1是独立选择的烃基基团，下标m在由下标a指示的每个部分中独立地为1或0，下标n在由下标b指示的每个部分中独立地为1或0，并且下标a和b各自是使得a+b＝1的摩尔分数，前提条件是0＜a＜1、0＜b<1，并且所述聚硅氧烷(A)包含至少一个官能团X。3.根据权利要求1或2所述的有机硅
‑
聚烯烃组合物，其中：(i)每个官能团X包含氨基烷基基团、甲基丙烯酰氧基基团、硅键合的羟基基团、酸酐基团、硅键合的氢原子、烯属不饱和基团或甲醇基团；(ii)所述聚硅氧烷(A)包含至少一个末端官能团X；或者(iii)(i)和(ii)两者。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的有机硅
‑
聚烯烃组合物，其中所述聚硅氧烷(A)：(i)在25℃下表现出至少500cP的粘度；(ii)具有50至1200的聚合度(DP)；(iii)基于所述有机硅
‑
聚烯烃组合物的总重量，以1重量％至30重量％的量存在于所述有机硅
‑
聚烯烃组合物中；或者(iv)(i)
‑
(iii)的任何组合。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的有机硅
‑
聚烯烃组合物，其中：(i)所述官能化聚烯烃(B)包含官能化聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚乙烯
‑
α烯烃共聚物；(ii)每个官能团Y包含环氧基团、氨基烷基基团、三甲氧基甲硅烷基基团、氢化甲硅烷基基团或酸酐基团；或者(iii)(i)和(ii)两者。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的有机硅
‑
聚烯烃组合物，其中所述官能化聚烯烃(B)：(i)具有0.86g/cm3‑
0.96g/cm3的密度；(ii)基于所述官能化聚烯烃(B)的总重量，用0.05重量％至10重量％的包含所述官能团Y的官能部分来官能化；(iii)基于所述有机硅
‑
聚烯烃组合物的总重量，以1重量％至50重量％的量存在于所述有机硅
‑
聚烯烃组合物中；或者(v)(i)
‑
(iv)的任何组合。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的有机硅
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聚烯烃组合物，其中所述能够固化的有机硅弹性体组分(C)包含：(i)能够反应固化的有机硅氧烷；(ii)二氧化硅；或者(iii)(i)和(ii)两者。8.根据权利要求7所述的有机硅
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聚烯烃组合物，其中所述能够固化的有机硅弹性体组分(C)包含所述能够反应固化的有机硅氧烷；并且其中所述能够反应固化的有机硅氧烷：(i)被进一步定义为聚二有机硅氧烷胶；(ii)包含烯属不饱和度；或者(iii)(i)和(ii)两者。9.根据权利要求1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：