專利名稱：振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物，更特別是一種貯存穩(wěn)定性和振動(dòng)阻尼特性優(yōu)異的振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物。
由于硅油的粘度溫度依賴性小而體積壓縮率大，所以含有硅油和填料的硅氧烷組合物是振動(dòng)阻尼型材料。這些組合物已用于精密測(cè)試設(shè)備、磁盤、磁光盤、其它磁信號(hào)讀取設(shè)備、CD、光盤和其它光學(xué)信號(hào)讀取設(shè)備等精密儀器的振動(dòng)阻尼元件。比如日本公開專利申請(qǐng)?zhí)朜o.2000-080277給出了通過硅樹脂粉末、碳酸鈣粉末與硅油進(jìn)行混合而制得的一種硅氧烷組合物。但是，希望無需采用昂貴的硅樹脂粉末就能制得振動(dòng)阻尼特性優(yōu)異的振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種貯存穩(wěn)定性和振動(dòng)阻尼特性優(yōu)異的振動(dòng)阻尼型組合物。
從以下的具體說明中可明顯看出本發(fā)明的這些及其它特點(diǎn)。
本發(fā)明涉及含有(A)100重量份硅油、(B)20-250重量份重質(zhì)碳酸鈣粉末、(C)10-100重量份輕質(zhì)碳酸鈣粉末和(D)0.01-20重量份脂肪酸或脂肪酸衍生物的振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物。
硅油組份(A)起到微粉末組份(B)和組份(C)的分散介質(zhì)的作用，并且典型地是室溫呈液態(tài)的有機(jī)聚硅氧烷。鍵合在有機(jī)聚硅氧烷硅原子上的基團(tuán)比如是一價(jià)烴基比如甲基、乙基、丙基和其它烷基；乙烯基、丁烯基和其它鏈烯基；苯基、甲苯基和其它芳基；以及3，3，3-三氟丙基和其它鹵代烷基。羥基或甲氧基、乙氧基和其它烷氧基可替換一部分烴基。最優(yōu)選烷基，并特別優(yōu)選甲基，因?yàn)檫@類組合物的貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。
有機(jī)聚硅氧烷的分子結(jié)構(gòu)可以是線型、部分支化的線型、支化和環(huán)狀，但優(yōu)選線型結(jié)構(gòu)。組份(A)的25℃動(dòng)態(tài)粘度為100-1,000,000mm2/s，優(yōu)選500-500,000mm2/s。如果25℃動(dòng)態(tài)粘度低于100mm2/s，組份(B)和組份(C)在組份(A)中很難保持均勻分散狀態(tài)；但如果超過1,000,000mm2/s，加工性能受損，并且組份(B)和組份(C)很難分散在組份(A)中。組份(A)比如是三甲基硅氧基團(tuán)封端的二甲基聚硅氧烷、二甲基乙烯基硅氧基團(tuán)封端的二甲基聚硅氧烷、硅羥基封端的二甲基聚硅氧烷以及甲基苯基硅氧烷與二甲基硅氧烷的三甲基硅氧基團(tuán)封端共聚物。
為了改善組份(A)的長期貯存穩(wěn)定性和可靠性，該組份中20個(gè)硅原子以內(nèi)的有機(jī)硅氧烷低聚物的含量優(yōu)選低于1,000ppm。低聚物含量低的硅油可通過在普通的平衡化反應(yīng)之后對(duì)低聚物含量為10,000-40,000ppm的硅油進(jìn)行氣提以降低低聚物含量的方法而制得。比如可通過(i)經(jīng)由270-350℃和0.1-15mmHg的薄膜蒸發(fā)器除去低聚物的工藝、(ii)借助醇類如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇或酮類如丙酮和甲基乙基酮萃取并除去低聚物的工藝或(iii)再沉淀法而制得硅油。
重質(zhì)碳酸鈣粉末組份(B)是振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物所用的填料?，F(xiàn)有技術(shù)中也稱之為粉碎法碳酸鈣，并且典型地通過分級(jí)碎石灰的方法而制得。這類商品重質(zhì)碳酸鈣粉末名比如是Toyo FineChemicals，Co.，Ltd.制WHITONE P-30和WHITONE P-305；以及MaruoCalcium Co.，Ltd.制NANOX#30。特別優(yōu)選表面經(jīng)脂肪酸或脂肪酸衍生物處理過的重質(zhì)碳酸鈣粉末，因?yàn)榻M份(B)在組份(A)中的分散體其穩(wěn)定性優(yōu)異。于表面處理可用的脂肪酸適宜例是辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、蠟酸、山崳酸、反油酸和花生酸?？捎玫闹舅嵫苌锉热缡沁@些脂肪酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽或金屬鹽。
重質(zhì)碳酸鈣粉末的平均粒徑優(yōu)選0.01-300μm，并更優(yōu)選0.01-100μm。組份(B)在組合物中的用量基于每100重量份組份(A)為20-250重量份，優(yōu)選50-200重量份。如果組份(B)低于20重量份，本發(fā)明組合物的振動(dòng)阻尼特性受損，而如果用量超過250重量份，加工性能受損。
輕質(zhì)碳酸鈣粉末組份(C)是與組份(B)配用的另一填料。輕質(zhì)碳酸鈣粉末在現(xiàn)有技術(shù)中稱為沉淀法碳酸鈣，并且其典型的制造方法是，將重石灰石與二氧化碳?xì)怏w經(jīng)由反應(yīng)而制得的輕質(zhì)碳酸鈣漿進(jìn)行脫水和干燥。粉末組份(C)的表面也可經(jīng)由上述的任意脂肪酸或脂肪酸衍生物進(jìn)行處理。
這類商品輕質(zhì)碳酸鈣粉末名比如是Shiraishi Calcium Co.，Ltd.制HAKUENKA CC以及Maruo Calcium Co.，Ltd.制CALFINE 200。組份(C)的平均粒徑優(yōu)選0.01-300μm，更優(yōu)選0.01-100μm。組份(C)在組合物中的用量基于每100重量份組份(A)為10-100重量份，優(yōu)選15-80重量份。如果所用的組份(C)低于10重量份，本發(fā)明組合物的振動(dòng)阻尼特性受損，而如果用量超過100重量份，加工性能受損。
輕質(zhì)和重質(zhì)碳酸鈣粉末組份(B)和(C)的總量優(yōu)選大于150重量份，更優(yōu)選170重量份，基于每100重量份組份(A)。
脂肪酸或脂肪酸衍生物組份(D)的作用是改善本發(fā)明振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物的貯存穩(wěn)定性和分散性。組份(D)可包含脂肪酸比如辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、蠟酸、山崳酸、反油酸和花生酸。組份(D)也可包含脂肪酸衍生物比如這些脂肪酸的堿金屬鹽、堿土金屬鹽或金屬鹽。優(yōu)選6-31個(gè)碳原子的脂肪酸或其衍生物。脂肪酸衍生物的一個(gè)優(yōu)選例是硬脂酸鋅。組份(D)在組合物中的用量基于每100重量份組份(A)為0.01-20重量份，優(yōu)選0.1-15重量份。如果所用的組份(D)低于0.01重量份，本發(fā)明組合物的貯存穩(wěn)定性受損，而如果用量大于20重量份，其振動(dòng)阻尼特性受損。
雖然本發(fā)明的硅氧烷組合物含有組份(A)-(D)，但是也可包括碳酸鈣粉末組份(B)和(C)以外的無機(jī)粉末作為外加組份。可用的無機(jī)粉末適宜例包括二氧化硅微粉末、玻璃微粉末、粘土、膨潤土、硅藻土、石英粉末、滑石、二氧化鈦粉末、氧化錫粉末、氧化鋁粉末和氧化鐵粉末。除此之外，可包括各種組份，比如抗氧化劑、防銹劑、阻燃劑、顏料和染料，只要該組份不對(duì)本發(fā)明組合物的性能造成損害。
本發(fā)明硅氧烷組合物可通過均勻混合組份(A)-(D)而制得?？衫们蛐文ァ⒄駝?dòng)磨、捏合混合機(jī)、螺桿擠出機(jī)、槳式混合機(jī)、螺條混合機(jī)、Banbury混合機(jī)、Ross混合機(jī)、Henschel混合機(jī)、流動(dòng)噴射混合機(jī)、Hubbard混合機(jī)或輥式混合機(jī)而實(shí)現(xiàn)之。組合物可在混合工藝過程中加熱，溫度優(yōu)選30-200℃。
本發(fā)明的硅氧烷組合物顯示出優(yōu)異的貯存穩(wěn)定性和振動(dòng)阻尼特性，并且其特征在于溫度依賴性小。通過以該組合物填充橡膠袋或橡膠圓桶等彈性容器，硅氧烷組合物就可用于制備減振材料。該硅氧烷組合物對(duì)CD唱機(jī)、CD自動(dòng)換片機(jī)、MD唱機(jī)和汽車定位設(shè)備所用的減振材料而言特別適宜。
該組合物的分散穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。測(cè)試程序是，將硅氧烷組合物放在玻璃管瓶中并放置1wk。在目測(cè)對(duì)比表層與底層的外觀時(shí)，看不出組合物的表層和底層有什么區(qū)別。將硅氧烷組合物放2個(gè)月并測(cè)試其振動(dòng)阻尼特性，正切損耗系數(shù)(tanδ)沒有什么變化。復(fù)數(shù)彈性模量(G*)的變化幅度是+9％，但振動(dòng)阻尼特性沒觀察到有什么明顯的變化。因此，硅氧烷組合物的長期貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。
該組合物的分散穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。測(cè)試程序是，將硅氧烷組合物放在玻璃管瓶中并放置1wk。在硅氧烷組合物放置1wk之后，目測(cè)對(duì)比表層與底層的外觀時(shí)，看不出組合物的表層和底層有什么區(qū)別。
該組合物的分散穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。測(cè)試程序是，將硅氧烷組合物放在玻璃管瓶中并放置1wk。在硅氧烷組合物放置1wk之后，目測(cè)對(duì)比表層與底層的外觀時(shí)，看不出組合物的表層和底層有什么區(qū)別。
該組合物的分散穩(wěn)定性和貯存穩(wěn)定性優(yōu)異。測(cè)試程序是，將硅氧烷組合物放在玻璃管瓶中并放置1wk。在硅氧烷組合物放置1wk之后，目測(cè)對(duì)比表層與底層的外觀時(shí)，看不出組合物的表層和底層有什么區(qū)別。對(duì)比實(shí)施例1該對(duì)比硅氧烷組合物含有比規(guī)定量少的組份(B)和(C)，其制備是，向混合機(jī)中添加100重量份雙末端三甲基硅氧基團(tuán)封端的動(dòng)態(tài)粘度為100,000mm2/s的二甲基聚硅氧烷、5重量份BET比表面積為3.4m2/g而平均粒徑為4.3μm的重質(zhì)碳酸鈣粉末、5重量份BET比表面積為18m2/g且按BET比表面積計(jì)算平均粒徑為0.12μm的表面經(jīng)硬脂酸處理過的輕質(zhì)碳酸鈣以及0.5重量份硬脂酸鋅。各組份在混合機(jī)中以150rpm捏合1h，每隔30min刮一下混合機(jī)壁上的物料。
將對(duì)比硅氧烷組合物放在玻璃管瓶中并放置1wk。對(duì)比其表層和底層的外觀。表層發(fā)現(xiàn)有極少量的填料。除此之外，硅油已經(jīng)漂到表面上來，使表層與底層的外觀產(chǎn)生差異。因此對(duì)比硅氧烷組合物的分散和貯存穩(wěn)定性不夠。對(duì)比實(shí)施例2
該對(duì)比硅氧烷組合物不包括組份(D)，其制備是，向混合機(jī)中添加100重量份雙末端三甲基硅氧基團(tuán)封端的動(dòng)態(tài)粘度為100,000mm2/s的二甲基聚硅氧烷、157重量份BET比表面積為3.4m2/g而平均粒徑為4.3μm的重質(zhì)碳酸鈣粉末以及28重量份BET比表面積為18m2/g且按BET比表面積計(jì)算平均粒徑為0.12μm的表面經(jīng)硬脂酸處理過的輕質(zhì)碳酸鈣。各組份在混合機(jī)中以150rpm捏合1h，每隔30min刮一下混合機(jī)壁上的物料。
將對(duì)比硅氧烷組合物放置2個(gè)月。然后測(cè)試對(duì)比硅氧烷組合物的25℃振動(dòng)阻尼特性。發(fā)現(xiàn)復(fù)數(shù)彈性模量(G*)的變化幅度已超過+20％，表明對(duì)比硅氧烷組合物的振動(dòng)阻尼特性已隨著時(shí)間發(fā)生了很大的改變。
表1
因?yàn)楸景l(fā)明的振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物含有既定量的四個(gè)組份(A)-(D)，特別是以兩種碳酸鈣粉末作為填料，并含有脂肪酸或脂肪酸衍生物，這類組合物的長期貯存穩(wěn)定性和振動(dòng)阻尼特性優(yōu)異。
對(duì)本文所述的化合物、組合物以及方法所作的任何修改都不會(huì)背離本發(fā)明的基本原理。本文所特定說明的本發(fā)明實(shí)施方案只起到例示作用，并不對(duì)附屬權(quán)利要求中所定義的范圍構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物，包含(A)100重量份硅油、(B)20-250重量份重質(zhì)碳酸鈣粉末、(C)10-100重量份輕質(zhì)碳酸鈣粉末和(D)0.01-20重量份脂肪酸或脂肪酸衍生物。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中重質(zhì)碳酸鈣粉末是粉碎法碳酸鈣，而輕質(zhì)碳酸鈣粉末是沉淀法碳酸鈣。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中組份(B)、組份(C)或組份(B)和(C)的表面經(jīng)脂肪酸或脂肪酸衍生物進(jìn)行預(yù)處理。
4.權(quán)利要求3的組合物，其中組份(B)和組份(C)的總量大于150重量份組合物，基于每100重量份組份(A)。
全文摘要
一種長期貯存穩(wěn)定性和振動(dòng)阻尼特性優(yōu)異的振動(dòng)阻尼型硅氧烷組合物含有(A)硅油、(B)重質(zhì)碳酸鈣粉末、(C)輕質(zhì)碳酸鈣粉末和(D)脂肪酸或脂肪酸衍生物。
文檔編號(hào)C09K3/00GK1340570SQ0112521
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者小林秀樹, 林正之 申請(qǐng)人:陶氏康寧東麗硅氧烷株式會(huì)社