專利名稱:可延展的多層有機(jī)硅樹脂膜的制作方法
可延展的多層有機(jī)硅樹脂膜
背景技術(shù):
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般地涉及薄膜,和更特別地涉及有或無(wú)其他聚合物的可延展的多層有機(jī) 硅樹脂膜。2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說(shuō)明可在各種不同的技術(shù)中使用有機(jī)硅樹脂膜。例如,有機(jī)硅樹脂膜可用作電子器件 或太陽(yáng)能電池的基底,用于包封器件,和作為阻擋層等。然而,有機(jī)硅樹脂典型地在本體狀 態(tài)下發(fā)脆,因此有機(jī)硅樹脂膜是脆的且難以處理。于是有機(jī)硅樹脂膜的應(yīng)用性可能限于其 中有機(jī)硅樹脂膜的脆性性質(zhì)沒有妨礙或抑制該膜使用的情況。存在使有機(jī)硅樹脂膜更加可延展的技術(shù)。例如,可在形成有機(jī)硅樹脂層之前、之中 或之后,將橡膠顆粒摻入到有機(jī)硅樹脂內(nèi)。作為另一實(shí)例,可在形成有機(jī)硅樹脂層之前、之 中或之后,將橡膠碎片摻入到有機(jī)硅樹脂內(nèi)。然而,這些技術(shù)具有許多缺點(diǎn)。例如,使有機(jī) 硅樹脂膜更加可延展的常規(guī)技術(shù)往往導(dǎo)致較低的模量、增加的熱膨脹系數(shù)和較低的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度。使有機(jī)硅樹脂膜更加可延展的常規(guī)技術(shù)也可降低有機(jī)硅樹脂膜的熱穩(wěn)定性和/ 或剛度。發(fā)明概述本發(fā)明涉及解決以上列出的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的影響。以下列出了本發(fā)明的簡(jiǎn)化的 概述,以便提供本發(fā)明一些方面基本的理解。這一概述不是本發(fā)明的窮舉綜述。不打算鑒 定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要要素或描繪本發(fā)明的范圍。其唯一的目的是以簡(jiǎn)化形式列出本發(fā)明 的一些概念作為隨后所述的更加詳細(xì)的說(shuō)明的序言。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,提供形成可延展的多層有機(jī)硅樹脂膜的方法。該方 法可包括形成含至少兩層聚合物層的有機(jī)硅樹脂膜。聚合物層中的至少一層是有機(jī)硅樹脂 層,和該有機(jī)硅樹脂層的厚度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡(transition)厚度。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中,通過(guò)層疊至少兩層聚合物層,形成可延展的多層有 機(jī)硅樹脂膜。至少一層聚合物層是有機(jī)硅樹脂層,和該有機(jī)硅樹脂層的厚度小于相應(yīng)的可 延展的過(guò)渡厚度。在本發(fā)明的再一實(shí)施方案中,提供可延展的多層有機(jī)硅樹脂膜。該有機(jī)硅樹脂膜 包括至少兩層聚合物層。至少一層聚合物層是有機(jī)硅樹脂層,和該有機(jī)硅樹脂層的厚度小 于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度。附圖簡(jiǎn)述通過(guò)結(jié)合附圖參考下述說(shuō)明,可理解本發(fā)明,其中相同的參考標(biāo)記表示相同的元 件;和其中
圖1A、1B、1C和ID在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明形成多層有機(jī)硅樹脂膜的方法的第
一例舉實(shí)施方案;圖2A、2B和2C在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明形成多層有機(jī)硅樹脂膜的方法的第二 例舉實(shí)施方案;
圖3在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明形成多層有機(jī)硅樹脂膜所使用的系統(tǒng)的第一例 舉實(shí)施方案;圖4在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明經(jīng)歷通過(guò)模頭組件實(shí)施的分流和疊加 (divide-and-stack)工藝的聚合物流;圖5在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明形成多層有機(jī)硅樹脂膜所使用的系統(tǒng)的第二例 舉實(shí)施方案;圖6在概念上闡述了根據(jù)本發(fā)明多層模頭組件的一個(gè)例舉的實(shí)施方案;圖7和8分別描繪了根據(jù)本發(fā)明的外殼的一個(gè)實(shí)施方案的正面和截面視圖;圖9和10分別描繪了根據(jù)本發(fā)明來(lái)自不同方向的在圖7和8所示的外殼的實(shí)施 方案的正面和截面視圖;圖11和12分別描繪了根據(jù)本發(fā)明的端片外殼的一個(gè)實(shí)施方案的正面和截面視 圖;圖13描繪了根據(jù)本發(fā)明含多個(gè)模頭組件和端片模頭組件的多層模頭組件的一部 分;圖14A、14B和14C描繪了根據(jù)本發(fā)明的壓模嵌入件的一部分的一個(gè)例舉實(shí)施方 案;圖15描繪了根據(jù)本發(fā)明形成單一的壓模嵌入件所使用的兩個(gè)部分;圖16描繪了根據(jù)本發(fā)明完整的壓模嵌入件的一個(gè)例舉的實(shí)施方案;和圖17描繪了根據(jù)本發(fā)明當(dāng)將完整的壓模嵌入件插入到一部分外殼內(nèi)時(shí)完整的壓 模嵌入件的例舉的實(shí)施方案。盡管本發(fā)明可包括各種改性和替代形式,但通過(guò)附圖中的實(shí)施例示出了其具體實(shí) 施方案且在此詳細(xì)地描述。然而,應(yīng)當(dāng)理解,此處具體實(shí)施方案的描述不打算限制到所公開 的特定形式上,相反,本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所 有改性、等價(jià)和替代形式。具體實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明以下描述了本發(fā)明的例舉的實(shí)施方案。為了清楚起見,在本說(shuō)明書中沒有描述實(shí) 際實(shí)施方式的所有特征。當(dāng)然要理解在任何這種實(shí)際實(shí)施方案的研發(fā)中,應(yīng)當(dāng)作出許多實(shí) 施特定的決定,以實(shí)現(xiàn)研發(fā)者的特定目標(biāo),例如從一個(gè)實(shí)施方式到另一個(gè)實(shí)施方式彼此變 化的與系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的局限一致。而且,要理解這種研發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時(shí)的, 盡管如此,但它是受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的常規(guī)知識(shí)?,F(xiàn)參考附圖描述本發(fā)明。僅僅為了說(shuō)明的目的且不用本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的細(xì) 節(jié)妨礙本發(fā)明,在附圖中圖示了各種結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和器件。盡管如此,包括附圖以描述并解釋 本發(fā)明的例舉的實(shí)例。此處所使用的術(shù)語(yǔ)和措辭應(yīng)當(dāng)理解并解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù) 人員理解的那些術(shù)語(yǔ)和措辭一致的含義。不打算由此處的術(shù)語(yǔ)或措辭的一致使用暗含術(shù)語(yǔ) 或措辭的特殊定義,即不同于本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的普通和常規(guī)含義的定義。若術(shù)語(yǔ)或 措辭打算具有特殊含義,即除了本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的以外的含義,則在說(shuō)明書中以直接 且毫無(wú)疑義地提供該術(shù)語(yǔ)或措辭專門定義的定義方式特意列出了這一專門定義。圖1A、1B、1C和ID在概念上闡述了形成多層有機(jī)硅樹脂膜的方法100的第一例舉 實(shí)施方案。在所示的實(shí)施方案中,在基底Iio上形成有機(jī)硅樹脂層105,如圖IA所示。可
8使用各種技術(shù)形成有機(jī)硅樹脂層105。在一個(gè)實(shí)施方案中,通過(guò)在基底110上沉積可固化 的有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層105。例如,可使用常規(guī)的涂布技術(shù),例如通過(guò)噴 墨沉積、旋涂、浸涂、噴涂、刷涂和篩網(wǎng)印刷等技術(shù),從而沉積可固化的有機(jī)硅樹脂組合物的 膜。然后固化(或部分固化)該可固化的有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層105。在各 種可供替代的實(shí)施方案中,固化工藝可包括添加一種或多種催化劑以及將該可固化的有機(jī) 硅樹脂組合物暴露于升高的溫度下。例如,通過(guò)用水共水解在甲苯內(nèi)的PhSiCl3、MeSiCl3、PhMeSiCl2和Ph2SiCl2,用去 離子水洗滌該水解物,和加熱稠化該水解物并干燥該樹脂形成的有機(jī)硅樹脂(樹脂-ι)可 溶解在甲基異丁基酮(MIBK)內(nèi)?;旌显摌渲腗IBK溶液與0.2襯%辛酸鋅,并通過(guò)浸涂、 旋涂、刮涂、擠出涂布、反照相凹版涂布或任何其他涂布方法,在不銹鋼箔上涂布。可在烘箱 內(nèi),在空氣中固化涂布的不銹鋼箔。固化溫度范圍為177°C-350°C。固化時(shí)間為30分鐘-2 小時(shí)。另一實(shí)例是TtVSiO2樹脂。該樹脂是在直徑15nm的納米二氧化硅顆粒的異丙醇分 散體內(nèi)MeSi(OMe)3的水解物的部分縮合的樹脂分散體。類似地在基底例如不銹鋼上涂布 該樹脂,并在烘箱內(nèi)在空氣中在125°C下固化1小時(shí)。形成(固化或部分固化的)有機(jī)硅樹脂層105,使得其厚度(T)小于形成有機(jī)硅 樹脂層105所使用的固化或部分固化的有機(jī)硅樹脂的可延展的過(guò)渡厚度(Td)。此處所使用 和根據(jù)本領(lǐng)域的通用用法,術(shù)語(yǔ)“可延展的過(guò)渡厚度”是指由有機(jī)硅樹脂形成的層從脆態(tài)過(guò) 渡到更加可延展?fàn)顟B(tài)時(shí)的厚度。此處所使用和根據(jù)本領(lǐng)域的通用用法,術(shù)語(yǔ)“脆”是指在拉 伸強(qiáng)度試驗(yàn)期間所施加的力和位移之間顯示出大致線性關(guān)系的材料,直到達(dá)到材料開始龜 裂、斷裂或開裂時(shí)的臨界點(diǎn)。相反,根據(jù)本領(lǐng)域的通用用法使用的術(shù)語(yǔ)“可延展”是指對(duì)在 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)期間所施加的力作出應(yīng)答時(shí),在斷裂和/或剪切屈服之前顯示出顯著大的伸 長(zhǎng)率的材料??裳诱沟倪^(guò)渡厚度的實(shí)際值取決于有機(jī)硅樹脂的組成以及形成該有機(jī)硅樹脂層 所使用的固化工藝。例如,當(dāng)在約250°C下固化時(shí),由樹脂-1形成的有機(jī)硅樹脂層105在比 約10微米的可延展過(guò)渡厚度大的厚度下可能是脆的,和在比約10微米的可延展過(guò)渡厚度 小的厚度下可能是延展的。相反,當(dāng)在200°C的溫度下固化時(shí),樹脂-1的可延展過(guò)渡厚度可 能下降到約2-3微米??裳诱沟倪^(guò)渡厚度還隨樹脂的類型而變化。例如,以上提及的Tfe/ SiO2樹脂當(dāng)用所提及的條件固化時(shí)具有約200納米的可延展的過(guò)渡厚度。以上所述的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物僅僅是形成有機(jī)硅樹脂層105可使用的 組合物的一個(gè)實(shí)例。在可供替代的實(shí)施方案中,可固化的有機(jī)硅樹脂組合物可以是可氫化 硅烷化固化的硅氧烷組合物,它可以是含有機(jī)硅樹脂的任何可氫化硅烷化固化的硅氧烷組 合物。這種組合物典型地含有具有與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子的有機(jī)硅樹脂, 具有能和該樹脂內(nèi)的與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子反應(yīng)的與硅鍵合的氫原子或 與硅鍵合的鏈烯基的交聯(lián)劑,和氫化硅烷化催化劑。有機(jī)硅樹脂典型地是含T和/或Q硅 氧烷單元結(jié)合M和/或D硅氧烷單元的共聚物。而且,有機(jī)硅樹脂可以是以下針對(duì)硅氧烷 組合物的第五個(gè)和第六個(gè)實(shí)施方案所述的橡膠改性的有機(jī)硅樹脂。如上所述,使用以下所 述的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物形成的層的可延展的過(guò)渡厚度值可取決于有機(jī)硅樹脂的 組成以及形成該層所使用的固化工藝。根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A)化學(xué)式為(R1R22SiOl72) w (R22SiO272) x (R1SiO372) y (SiO472) z (I)的有機(jī)硅樹脂,其中 R1 是 C1-C10 烴基 或Cl-ClO鹵素取代的烴基,二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,w為0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99, ζ % 0-0. 75,w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為 0. 2-0. 99,禾口 w+x/ (w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯 基;(B)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基硅化合物,其用量足以固 化該有機(jī)硅樹脂;和(C)催化量的氫化硅烷化催化劑。組分(A)是化學(xué)式為(RlR22SiOv2)w(R22SiO2Z2)x(R1SiOv2)y(SiCV2)z(I)的至少一種 有機(jī)硅樹脂,其中R1是Cl-Cio烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,二者均不含脂族不飽和鍵, R2 是 R1 或鏈烯基,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99,ζ 為 0-0. 75,w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為0. 2-0. 99,和w+x/(w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂每一分子平均具 有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基。用R1表示的烴基和鹵素取代的烴基不含脂族不飽和鍵,且典型地具有1-10個(gè)碳 原子,或者1-6個(gè)碳原子。含至少3個(gè)碳原子的無(wú)環(huán)烴基和鹵素取代的烴基可具有支化或 未支化的結(jié)構(gòu)。用R1表示的烴基包括但不限于燒基,例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、 丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基 丁基、3-甲基丁基、1,2_ 二甲基丙基、2,2_ 二甲基丙基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基;環(huán)烷 基,例如環(huán)戊基、環(huán)己基和甲基環(huán)己基;芳基,例如苯基和萘基;烷芳基,例如甲苯基和二甲 苯基;和芳烷基,例如芐基和苯乙基。用R1表示的鹵素取代的烴基的實(shí)例包括但不限于3, 3,3-三氟丙基、3-氯丙基、氯苯基、二氯苯基、2,2,2_三氟乙基、2,2,3,3_四氟丙基和2,2, 3,3,4,4,5,5_ 八氟戊基。用R2表示的鏈烯基可以相同或不同,典型地具有2-約10個(gè)碳原子,或者2-6個(gè) 碳原子,且例舉但不限于乙烯基、烯丙基、丁烯基、己烯基和辛烯基。在有機(jī)硅樹脂的化學(xué)式(I)中,下標(biāo)w、x、y和ζ是摩爾分?jǐn)?shù)。下標(biāo)w的數(shù)值典型地 為0-0. 8,或者0. 02-0. 75,或者0. 05-0. 3 ;下標(biāo)χ的數(shù)值典型地為0-0. 6,或者0-0. 45,或者 0-0. 25 ;下標(biāo)y的數(shù)值典型地為0-0. 99,或者0. 25-0. 8,或者0. 5-0. 8 ;下標(biāo)ζ的數(shù)值典型地 為0-0. 75,或者0-0. 55,或者0-0. 25。此外,y+z/(w+x+y+z)之比典型地為0. 2-0. 99,或者 0. 5-0. 95,或者 0. 65-0. 9。此外,w+x/(w+x+y+z)之比典型地為 0. 01-0. 80,或者 0. 05-0. 5, 或者 0. 1-0. 35。典型地至少50mol%或者至少65mol%或者至少80mol %在有機(jī)硅樹脂內(nèi)的R2基
是鏈烯基。有機(jī)硅樹脂的數(shù)均分子量(Mn)典型地為500-50,000,或者500_10,000,或者 1000-3000,其中通過(guò)凝膠滲透色譜法,使用小角激光散射檢測(cè)儀或者折射指數(shù)檢測(cè)儀和有 機(jī)硅樹脂(MQ)標(biāo)準(zhǔn)物,測(cè)定該分子量。有機(jī)硅樹脂在25°C下的粘度典型地為0. 01-100, OOOPa. s,或者0. 1-10, OOOPa. s, 或者 1-lOOPa. s。有機(jī)硅樹脂典型地含有小于10% (w/w)或者小于5% (w/w)或者小于2% (w/w) 與硅鍵合的羥基,這通過(guò)29SiNMR來(lái)測(cè)定。有機(jī)硅樹脂含有R1SiOv2單元(即T單元)和/或Si04/2單元(即Q單元)結(jié)合 R1R22SiOl72單元(即M單元)和/或R22SiO272單元(即D單元),其中R1和R2如上所述和例舉。例如,有機(jī)硅樹脂可以是DT樹脂、MT樹脂、MDT樹脂、DTQ樹脂和MTQ樹脂,和MDTQ樹 脂、DQ樹脂、MQ樹脂、DTQ樹脂、MTQ樹脂或MDQ樹脂。有機(jī)硅樹脂的實(shí)例包括但不限于具有下式的樹脂(Vi2MeSiOl72) 0.25 (PhSiO372) 0.75、(ViMe2SiOl72) 0.25 (PhSiO372) 0.75、(ViMe2SiOl72) 0.25 (MeSiO372) 0.25 (PhSiO372) 0.50、(ViMe2SiOl72) 0.15 (PhSiO372) 0.75 (SiO472) 0.丄,和 (Vi2MeSiOl72)。. 15 (ViMe2SiOl72)。. (PhSiO372)。. 75,其中 Me 是甲基,Vi 是乙烯基,Ph 是 苯基,和在括號(hào)外的數(shù)值下標(biāo)表示摩爾分?jǐn)?shù)。此外,在前述式中,沒有規(guī)定單元順序。組分(A)可以是單一的有機(jī)硅樹脂或含兩種或更多種不同有機(jī)硅樹脂的混合物, 其中各有機(jī)硅樹脂如上所述。制備有機(jī)硅樹脂的方法是本領(lǐng)域眾所周知的;許多這些樹脂可商購(gòu)。典型地通過(guò) 在有機(jī)溶劑例如甲苯內(nèi)共水解氯代硅烷前體的合適混合物,制備有機(jī)硅樹脂。例如,可通過(guò) 在甲苯內(nèi)共水解化學(xué)式為R1R22SiCl的化合物和化學(xué)式為R1SiCl3的化合物,制備基本上由 R1R22SiOl72單元和R1SiOv2單元組成的有機(jī)硅樹脂,其中R1和R2如上定義和例舉。分離含 水鹽酸和硅氧烷水解物,并用水洗滌該水解物,以除去殘留的酸并在溫和的縮合催化劑存 在下加熱,以“稠化”該樹脂到所要求的粘度。視需要,可在有機(jī)溶劑中,用縮合催化劑進(jìn)一 步處理該樹脂,以降低與硅鍵合的羥基的含量?;蛘?,可使用含除了氯以外的可水解基團(tuán)例 如-Br、-I、-OCH3> -OC (0) CH3> -N (CH3) 2、-NHCOCH3和-SCH3的硅烷作為在共水解反應(yīng)的起始 材料。樹脂產(chǎn)物的性能取決于硅烷的類型、硅烷的摩爾比,縮合度和加工條件。組分(B)是每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子的至少一種有機(jī)基硅 化合物,其用量足以固化組分(A)的有機(jī)硅樹脂。有機(jī)基硅化合物每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子,或者每一分子平 均具有至少三個(gè)與硅鍵合的氫原子。通常要理解,當(dāng)組分(A)的每一分子中鏈烯基的平均 數(shù)和組分(B)的每一分子中與硅鍵合的氫原子的平均數(shù)之和大于4時(shí),發(fā)生交聯(lián)。有機(jī)基硅化合物可以是有機(jī)基氫硅烷或有機(jī)基氫硅氧烷。有機(jī)基氫硅烷可以是單 硅烷、二硅烷、三硅烷或聚硅烷。類似地,有機(jī)基氫硅氧烷可以是二硅氧烷、三硅氧烷或聚硅 氧烷。有機(jī)基硅化合物的結(jié)構(gòu)可以是直鏈、支鏈、環(huán)狀或樹脂結(jié)構(gòu)。環(huán)硅烷和環(huán)硅氧烷典型 地具有3-12個(gè)硅原子,或者3-10個(gè)硅原子,或者3-4個(gè)硅原子。在無(wú)環(huán)聚硅烷和聚硅氧烷 中,與硅鍵合的氫原子可位于末端、側(cè)鏈,或者同時(shí)在末端和側(cè)鏈兩個(gè)位置上。有機(jī)基氫硅烷的實(shí)例包括但不限于二苯基硅烷、2-氯乙基硅烷、雙[(對(duì)二甲基甲 硅烷基)苯基]醚、1,4_ 二甲基二甲硅烷基乙烷、1,3,5_三(二甲基甲硅烷基)苯、1,3, 5-三甲基-1,3,5-三硅烷、聚(甲基亞甲硅烷基)亞苯基和聚(甲基亞甲硅烷基)亞甲基。有機(jī)基氫硅烷也可具有化學(xué)式HR12Si-R3-SiR12H,其中R1是C1-C10烴基或C1-C10 鹵素取代的烴基,二者均不含脂族不飽和鍵,R3是化學(xué)式選自下述的不含脂族不飽和鍵的 亞烴基 其中g(shù)為1-6。用R1表示的烴基和鹵素取代的烴基如以上針對(duì)組分㈧的有機(jī)硅 樹脂所定義和例舉的一樣。其中R1和R3如上所述和例舉的化學(xué)式為HR12Si-R3-SiR12H的有機(jī)基氫硅烷的實(shí)例
包括但不限于具有下式的硅烷 有機(jī)基氫硅氧烷的實(shí)例包括但不限于1,1,3,3_四甲基二硅氧烷、1,1,3,3_四苯 基二硅氧烷、苯基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷、1,3,5_三甲基環(huán)三硅氧烷、三甲基甲硅烷 氧基封端的聚(甲基氫硅氧烷)、三甲基甲硅烷氧基封端的聚(二甲基硅氧烷/甲基氫硅氧 烷)、二甲基氫甲硅烷氧基封端的聚(甲基氫硅氧烷),和基本上由HMe2SiOv2單元、Me3SiOv2單元和Si04/2單元組成的樹脂,其中Me是甲基。有機(jī)基氫硅氧烷也可以是化學(xué)式為(R1R42SiOv2)w(R42SiO272)x(R1SiO372)y(SiO472) Z(II)的有機(jī)基氫聚硅氧烷,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,二者均不 含脂族不飽和鍵,R4是R1或具有至少一個(gè)與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基甲硅烷基烷基,w為 0-0. 8,X 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99,Z 為 0-0. 75,w+x+y+z = l,y+z/(w+x+y+z)為 0· 2_0· 99,禾口 w+x/(w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是至少50mol% R4基是有機(jī)基甲硅烷基烷基。
舉的-
用R1表示的烴基和鹵素取代的烴基如以上針對(duì)組分(A)的有機(jī)硅樹脂所述和例 -樣。用R4表示的有機(jī)基甲硅烷基烷基的實(shí)例包括但不限于具有下式的基團(tuán) -CH2CH2SiMe2H,-CH2CH2SiMe2CnH2nSiMe2H,其中Me是甲基,Ph是苯基,和下標(biāo)η的數(shù)值為2_10。在有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂的化學(xué)式(II)中,下標(biāo)w、x、y和ζ是摩爾分?jǐn)?shù)。下標(biāo)w 的數(shù)值典型地為0-0. 8,或者0. 02-0. 75,或者0. 05-0. 3 ;下標(biāo)χ的數(shù)值典型地為0-0. 6,或 者0-0. 45,或者0-0. 25 ;下標(biāo)y的數(shù)值典型地為0-0. 99,或者0. 25-0. 8,或者0. 5-0. 8 ;下標(biāo) ζ的數(shù)值典型地為0-0. 75,或者0-0. 55,或者0-0. 25。此外,y+z/(w+x+y+z)之比典型地為 0. 2-0. 99,或者 0. 5-0. 95,或者 0. 65-0. 9。此外,w+x/(w+x+y+z)之比典型地為 0. 01-0. 80, 或者 0. 05-0. 5,或者 0. 1-0. 35。典型地至少50mol%或者至少65mol%或者至少80mol %在有機(jī)基氫聚硅氧烷樹 脂內(nèi)的R4基是具有至少一個(gè)與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基甲硅烷基烷基。有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂的數(shù)均分子量(Mn)典型地為500-50,000,或者 500-10,000,或者1000-3000,其中通過(guò)凝膠滲透色譜法,使用小角激光散射檢測(cè)儀或者折 射指數(shù)檢測(cè)儀和有機(jī)硅樹脂(MQ)標(biāo)準(zhǔn)物,測(cè)定該分子量。有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂典型地含有小于10% (w/w)或者小于5% (w/w)或者小于 2% (w/w)與硅鍵合的羥基,這通過(guò)29Si NMR來(lái)測(cè)定。有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂含有R1SiOv2單元(即T單元)和/或Si04/2單元(即Q 單元)結(jié)合R1R42SiOv2單元(即M單元)和/或R42Si02/2單元(即D單元),其中R1和R4如上所述和例舉。例如,有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂可以是DT樹脂、MT樹脂、MDT樹脂、DTQ樹 脂和MTQ樹脂,和MDTQ樹脂、DQ樹脂、MQ樹脂、DTQ樹脂、MTQ樹脂或MDQ樹脂。有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂的實(shí)例包括但不限于具有下式的樹脂((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) 2MeSi01/2) α 12 (PhSiO372) 0.88,((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) 2MeSi01/2) α 17 (PhSiO372) 0.83,((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) 2MeSi01/2) 0.17 (MeSiO372) 0.17 (PhSiO372) 0.66,
((HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) 2MeSi01/2) 0.15 (PhSiO372) 0.75 (SiO472) 0.10,禾口( (HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) 2MeSi 01/2) 0 08 ( (HMe2SiC6H4SiMe2CH2CH2) Me2Si01/2)M6(PhSiOv2)a86,其中Me是甲基,Ph是苯基,C6H4表示對(duì)亞苯基,和在括號(hào)外的數(shù) 值下標(biāo)表示摩爾分?jǐn)?shù)。此外,在前述式中,沒有規(guī)定單元順序。組分(B)可以是單一的有機(jī)基硅化合物或含兩種或更多種不同有機(jī)基硅化合物 的混合物,其中各有機(jī)基硅化合物如上所述。例如,組分(B)可以是單一的有機(jī)基氫硅烷, 兩種不同的有機(jī)基氫硅烷的混合物,單一的有機(jī)基氫硅氧烷,兩種不同的有機(jī)基氫硅氧烷 的混合物,或有機(jī)基氫硅烷和有機(jī)基氫硅氧烷的混合物。特別地,組分(B)可以是基于組分 (B)的總重量含至少0.5% (w/w)或者至少50% (w/w)或者至少75% (w/w)具有式(II) 的有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂和有機(jī)基氫硅烷和/或有機(jī)基氫硅氧烷的混合物,其中有機(jī)基氫 硅氧烷不同于有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂。組分⑶的濃度足以固化(交聯(lián))組分㈧的有機(jī)硅樹脂。組分⑶的確切用量 取決于所需的固化程度,它通常隨著組分(B)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)與組分(A)內(nèi) 鏈烯基的摩爾數(shù)之比增加而增加。以組分(A)內(nèi)每摩爾鏈烯基計(jì),組分(B)的濃度典型地足 以提供0. 4-2摩爾與硅鍵合的氫原子,或者0. 8-1. 5摩爾與硅鍵合的氫原子,或者0. 9-1. 1 摩爾與硅鍵合的氫原子。制備含與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基硅化合物的方法是本領(lǐng)域眾所周知的。例如, 可通過(guò)使格氏試劑與烷基或芳基鹵反應(yīng),制備有機(jī)基氫硅烷。特別地,可通過(guò)在醚內(nèi)用鎂處 理化學(xué)式為R3X2W芳基鹵以產(chǎn)生相應(yīng)的格氏試劑和然后用化學(xué)式為HR12SiCl的氯代硅烷處 理該格氏試劑,制備化學(xué)式為HR12Si-R3-SiR12H的有機(jī)基氫硅烷,其中R1和R3如上所述和例舉。制備有機(jī)基氫硅氧烷的方法例如水解和縮合有機(jī)基氯代硅烷也是本領(lǐng)域眾所周 知的。另外,可在(C)氫化硅烷化催化劑和任選地(d)有機(jī)溶劑存在下,通過(guò)使(a)化學(xué) 式為(R1R22SiOlZ2)w(R22SiO2Z2)x(R1SiO3Z2)y(SiO4Z2)z(I)的有機(jī)硅樹脂與(b)每一分子平均具 有2-4個(gè)與硅鍵合的氫原子且分子量小于1000的有機(jī)基硅化合物反應(yīng),制備具有式(II) 的有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,二者均不含脂 族不飽和鍵,R2 是 R1 或鏈烯基,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99, ζ % 0-0. 75,w+x+y+z =1,y+z/ (w+x+y+z)為 0. 2-0. 99,和 w+x/ (w+x+y+z)為 0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂(a) 每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基,和(b)中與硅鍵合的氫原子與(a)中鏈烯 基的摩爾比為1.5-5。有機(jī)硅樹脂(a)如以上針對(duì)硅氧烷組合物中的組分(A)所述和例舉的一樣。有機(jī) 硅樹脂(a)可以是相同或不同于可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物內(nèi)用作組分(A)的有機(jī)硅樹脂。有機(jī)基硅化合物(b)是每一分子平均具有2-4個(gè)與硅鍵合的氫原子的至少一種有 機(jī)基硅化合物?;蛘撸撚袡C(jī)基硅化合物每一分子平均具有2-3個(gè)與硅鍵合的氫原子。該 有機(jī)基硅化合物的分子量典型地小于1000,或者小于750,或者小于500。在有機(jī)基硅化合 物內(nèi)與硅鍵合的有機(jī)基團(tuán)選自烴基和鹵素取代的烴基,二者均不含脂族不飽和鍵,它與以 上針對(duì)組分(A)的有機(jī)硅樹脂的化學(xué)式中的R1所述和例舉的一樣。有機(jī)基硅化合物(b)可以是有機(jī)基氫硅烷或有機(jī)基氫硅氧烷。有機(jī)基氫硅烷可以 是單硅烷、二硅烷、三硅烷或聚硅烷。類似地,有機(jī)基氫硅氧烷可以是二硅氧烷、三硅氧烷或 聚硅氧烷。有機(jī)基硅化合物的結(jié)構(gòu)可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)硅烷和環(huán)硅氧烷典型 地具有3-12個(gè)硅原子,或者3-10個(gè)硅原子,或者3-4個(gè)硅原子。在無(wú)環(huán)聚硅烷和聚硅氧烷 中,與硅鍵合的氫原子可位于末端、側(cè)鏈,或者同時(shí)在末端和側(cè)鏈兩個(gè)位置上。有機(jī)基氫硅烷的實(shí)例包括但不限于二苯基硅烷、2-氯乙基硅烷、雙[(對(duì)二甲基甲 硅烷基)苯基]醚、1,4_ 二甲基二甲硅烷基乙烷、1,3,5_三(二甲基甲硅烷基)苯和1,3, 5-三甲基-1,3,5-三硅。有機(jī)基氫硅烷的化學(xué)式也可以是HR12Si-R3-SiR12H,其中R1和R3 如上所述和例舉。有機(jī)基氫硅氧烷的實(shí)例包括但不限于1,1,3,3_四甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四苯 基二硅氧烷、苯基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷和1,3,5-三甲基環(huán)三硅氧烷。有機(jī)基硅化合物(b)可以是單一的有機(jī)基硅化合物或含兩種或更多種不同有機(jī) 基硅化合物的混合物,其中各有機(jī)基硅化合物如上所述。例如,組分(b)可以是單一的有機(jī) 基氫硅烷,兩種不同的有機(jī)基氫硅烷的混合物,單一的有機(jī)基氫硅氧烷,兩種不同的有機(jī)基 氫硅氧烷的混合物,或有機(jī)基氫硅烷和有機(jī)基氫硅氧烷的混合物。制備有機(jī)基氫硅烷的方法,例如以上所述的格氏試劑與烷基或芳基鹵反應(yīng)是本領(lǐng) 域眾所周知的。類似地,制備有機(jī)基氫硅氧烷的方法,例如水解和縮合有機(jī)基鹵代硅烷也是 本領(lǐng)域眾所周知的。氫化硅烷化催化劑(C)可以是含鉬族金屬(即鉬、銠、釕、鈀、鋨和銥)或含鉬族金 屬的化合物的任何公知的氫化硅烷化催化劑?;谄湓跉浠柰榛磻?yīng)中的高活性,鉬族 金屬優(yōu)選是鉬。氫化硅烷化催化劑包括氯鉬酸和一些含乙烯基的有機(jī)基硅氧烷的絡(luò)合物,如 Willing在美國(guó)專利No. 3419593中公開的,在此通過(guò)參考引入。這類催化劑是氯鉬酸和1, 3-二乙烯基_1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的反應(yīng)產(chǎn)物。氫化硅烷化催化劑也可以是含在其表面上具有鉬族金屬的固體載體的承載型氫 化硅烷化催化劑??衫缤ㄟ^(guò)過(guò)濾反應(yīng)混合物,方便地分離承載型催化劑與有機(jī)基氫聚硅 氧烷樹脂產(chǎn)物。承載型催化劑的實(shí)例包括但不限于在碳上的鉬、在碳上的鈀、在碳上的釕、 在碳上的銠、在二氧化硅上的鉬、在二氧化硅上的鈀、在氧化鋁上的鉬、在氧化鋁上的鈀和 在氧化鋁上的釕。有機(jī)溶劑(d)是至少一種有機(jī)溶劑。該有機(jī)溶劑可以是在本發(fā)明方法的條件下不 與有機(jī)硅樹脂(a)、有機(jī)基硅化合物(b)或有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂反應(yīng)且與組分(a)、(b)和 有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂混溶的任何非質(zhì)子或偶極非質(zhì)子有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的實(shí)例包括但不限于飽和脂族烴,例如正戊烷、己烷、正庚烷、異辛烷和
15十二烷;脂環(huán)族烴,例如環(huán)戊烷和環(huán)己烷;芳烴,例如苯、甲苯、二甲苯和1,3,5_三甲基苯; 環(huán)醚,例如四氫呋喃(THF)和二噁烷;酮,例如甲基異丁基酮(MIBK);鹵代烷烴,例如三氯乙 烷;和鹵代芳烴,例如溴苯和氯苯。有機(jī)溶劑(d)可以是單一的有機(jī)溶劑或含兩種或更多種 不同有機(jī)溶劑的混合物,其中各有機(jī)溶劑如上所述??稍谶m合于氫化硅烷化反應(yīng)的任何標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。合適的反應(yīng)器包括玻 璃和特氟隆襯里的玻璃反應(yīng)器。優(yōu)選地,該反應(yīng)器配有攪動(dòng)例如攪拌設(shè)備。此外,優(yōu)選地, 在惰性氛圍例如氮?dú)饣驓鍤庀?,在不存在濕氣的情況下進(jìn)行反應(yīng)??砂凑杖魏雾樞蚪Y(jié)合有機(jī)硅樹脂、有機(jī)基硅化合物、氫化硅烷化催化劑和任選地 有機(jī)溶劑。典型地,在引入有機(jī)硅樹脂(a)和任選地有機(jī)溶劑(d)之前結(jié)合有機(jī)基硅化合 物(b)和氫化硅烷化催化劑(C)。典型地在0_150°C,或者室溫( 23°C 士2°C ) _115°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)溫度 小于o°c時(shí),反應(yīng)速度典型地非常緩慢。反應(yīng)時(shí)間取決于數(shù)個(gè)因素,例如有機(jī)硅樹脂和有機(jī)基硅化合物的結(jié)構(gòu)以及溫度。 在室溫( 23°C 士2°C )_150°C的溫度下反應(yīng)時(shí)間典型地為1-24小時(shí)。最佳的反應(yīng)時(shí)間可 通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。有機(jī)基硅化合物(b)內(nèi)與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂(a)內(nèi)鏈烯基的摩爾比典 型地為1. 5-5,或者1. 75-3,或者2-2. 5。氫化硅烷化催化劑(C)的濃度足以催化有機(jī)硅樹脂(a)與有機(jī)基硅化合物(b)的 加成反應(yīng)。典型地,基于有機(jī)硅樹脂(a)與有機(jī)基硅化合物(b)的結(jié)合重量,氫化硅烷化催 化劑(c)的濃度足以提供0. I-IOOOppm鉬族金屬,或者l-500ppm鉬族金屬,或者5_150ppm 鉬族金屬。鉬族金屬在0. Ippm以下時(shí),反應(yīng)速度非常緩慢。使用大于IOOOppm的鉬族金屬 沒有導(dǎo)致反應(yīng)速度顯著增加,和因此不經(jīng)濟(jì)?;诜磻?yīng)混合物的總重量,有機(jī)溶劑(d)的濃度典型地為0-99% (w/w),或者 30-80% (w/w),或者 45-60% (w/w)。在可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的第一個(gè)實(shí)施方案中,可在沒有分離或純化 的情況下使用有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂,或者可通過(guò)常規(guī)的蒸發(fā)方法分離該樹脂與大多數(shù)溶 劑。例如,可減壓加熱反應(yīng)混合物。而且,當(dāng)制備有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂所使用的氫化硅烷 化催化劑是以上所述的承載型催化劑時(shí),可通過(guò)過(guò)濾反應(yīng)混合物,容易地分離該樹脂與氫 化硅烷化催化劑。然而,當(dāng)沒有分離有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂與制備該樹脂所使用的氫化硅 烷化催化劑時(shí),該催化劑可用作可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的第一個(gè)實(shí)施方案中的 組分(C)。可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物中的組分(C)是促進(jìn)組分(A)與組分(B)之間 加成反應(yīng)的至少一種氫化硅烷化催化劑。該氫化硅烷化催化劑可以是眾所周知的氫化硅烷 化催化劑中的任何一種,它包括鉬族金屬,含鉬族金屬的化合物,或微包封的含鉬族金屬的 催化劑。鉬族金屬包括鉬、銠、釕、鈀、鋨和銥。優(yōu)選地,基于其在氫化硅烷化催化劑中的高 活性,鉬族金屬是鉬。優(yōu)選的氫化硅烷化催化劑包括Willing在美國(guó)專利No. 3419593中所述的氯鉬酸 和一些含乙烯基的有機(jī)基硅氧烷的絡(luò)合物,在此通過(guò)參考將其引入。這類優(yōu)選的催化劑是 氯鉬酸和1,3-二乙烯基_1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的反應(yīng)產(chǎn)物。
氫化硅烷化催化劑也可以是微包封的含鉬族金屬的催化劑,它包括包封在熱塑性 樹脂內(nèi)的鉬族金屬。含微包封的氫化硅烷化催化劑的組合物長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定,典型地在環(huán)境條 件下穩(wěn)定數(shù)月或更長(zhǎng),但在該熱塑性樹脂的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)以上的溫度下相對(duì)快速地固化。 微包封的氫化硅烷化催化劑及其制備方法是本領(lǐng)域眾所周知的,如美國(guó)專利No. 4766176 和在其內(nèi)引證的參考文獻(xiàn)和美國(guó)專利No. 5017654中所例舉的。組分(C)可以是單一的氫化硅烷化催化劑或含兩種或更多種至少一種下述性能 不同的催化劑的混合物例如結(jié)構(gòu)、形式、鉬族金屬、絡(luò)合配體和熱塑性樹脂。組分(C)的濃度足以催化組分㈧與組分⑶之間的加成反應(yīng)。典型地,基于組 分(A)和(B)的結(jié)合重量,組分(C)的濃度足以提供0. I-IOOOppm鉬族金屬,優(yōu)選l-500ppm 鉬族金屬,和更優(yōu)選5-150ppm鉬族金屬。鉬族金屬在0. Ippm以下時(shí),反應(yīng)速度非常緩慢。 使用大于IOOOppm的鉬族金屬?zèng)]有導(dǎo)致固化速度的顯著增加,因此是不經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A')化學(xué)式為 (R1R52SiOl72) w (R52SiO272) x (R5SiO372) y (SiO472) z (111)的有機(jī)硅樹脂,其中 R1 是 C1-C10 烴基或 Cl-Cio鹵素取代的烴基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R5是R1或-H,W為0-0. 8,χ為0-0. 6, y 為 0-0. 99,ζ 為 0-0. 75, w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為 0· 2-0. 99,禾口 w+x/(w+x+y+z)為 0.01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子;(B')每一 分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基的有機(jī)基硅化合物,其用量足以固化該有機(jī)硅樹 脂;和(C)催化量的氫化硅烷化催化劑。組分(A')是化學(xué)式為(R1R52SiOv2)w(R52SiO2Z2)x(R5SiO3Z2)y(SiO4Z2)z(In)的至少 一種有機(jī)硅樹脂,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,且二者均不含脂族不飽 和鍵,R5 是 R1 或-H,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99,ζ 為 0-0. 75,w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為0. 2-0. 99,和w+x/ (w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂每一分子平均具 有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子。在化學(xué)式(III)y+z/(w+x+y+z)和w+x/ (w+x+y+z)如以上針對(duì)具有式(I)的有機(jī)硅樹脂所述和例舉的一樣。典型地,至少50mol %或者至少65mol %或者至少80mol %在有機(jī)硅樹脂內(nèi)的R5基 是氫。有機(jī)硅樹脂的數(shù)均分子量(Mn)典型地為500-50,000,或者500-10,000,或者 1000-3000,其中通過(guò)凝膠滲透色譜法,使用小角激光散射檢測(cè)儀或折射指數(shù)檢測(cè)儀和有機(jī) 硅樹脂(MQ)標(biāo)準(zhǔn)物,測(cè)定該分子量。有機(jī)硅樹脂在25°C下的粘度典型地為0. 01-100,OOOPa. s,或者0. 1-10, OOOPa. s, 或者 1-lOOPa. s。有機(jī)硅樹脂典型地含有小于10% (w/w)或者小于5% (w/w)或者小于2% (w/w) 與硅鍵合的羥基,這通過(guò)29Si NMR來(lái)測(cè)定。有機(jī)硅樹脂含有R5SiO372單元(即T單元)和/或SiO472單元(即Q單元)結(jié)合 R1R52SiOl72單元(即M單元)和/或R52Si02/2單元(即D單元)。例如,有機(jī)硅樹脂可以是 DT樹脂、MT樹脂、MDT樹脂、DTQ樹脂、MTQ樹脂和MDTQ樹脂、DQ樹脂、MQ樹脂、DTQ樹脂、 MTQ樹脂或MDQ樹脂。適合于用作組分(A')的有機(jī)硅樹脂的實(shí)例包括但不限于具有下式的樹脂(HMe2SiOl72) 0.25 (PhSiO372) 0.75> (HMeSiO272) 0.3 (PhSiO372) 0.6 (MeSiO372) 0. ! ^P (Me3SiOl72)ο. ! (H2SiO272) ο. ! (MeSiO372) ο. 4 (PhSiO372) α 4,其中Me是甲基,Ph是苯基,和括號(hào)外的數(shù)值下標(biāo)表 示摩爾分?jǐn)?shù)。此外,在前述式中,沒有規(guī)定單元的順序。組分(A')可以是單一的有機(jī)硅樹脂或含兩種或更多種不同的有機(jī)硅樹脂的混 合物,其中各有機(jī)硅樹脂如上所述。制備含與硅鍵合的氫原子的有機(jī)硅樹脂的方法是本領(lǐng)域眾所周知的;許多這些樹 脂可商購(gòu)。典型地通過(guò)在有機(jī)溶劑例如甲苯內(nèi)共水解氯代硅烷前體的合適混合物,制備有 機(jī)硅樹脂。例如,可通過(guò)在甲苯內(nèi)共水解化學(xué)式為R1R52SiCl的化合物和化學(xué)式為R5SiCl3的 化合物,制備基本上由R1R52SiOv2單元和R5SiOv2單元組成的有機(jī)硅樹脂,其中R1和R5如上 所定義和例舉。分離含水鹽酸和硅氧烷水解物,并用水洗滌該水解物,以除去殘留的酸,并 在溫和的非堿性縮合催化劑存在下加熱,以“稠化”該樹脂到所要求的粘度。視需要,可在 有機(jī)溶劑內(nèi),用非堿性的縮合催化劑進(jìn)一步處理該樹脂,以降低與硅鍵合的羥基的含量?;?者,含除了氯以外的可水解基團(tuán)例如-Br、-I、-OCH3、-OC (0) CH3、-N (CH3) 2、-NHCOCH3 和-SCH3 的硅烷可用作共水解反應(yīng)的起始材料。樹脂產(chǎn)物的性能取決于硅烷的類型,硅烷的摩爾比, 縮合程度,和加工條件。組分(B')是每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基的至少一種有機(jī)基 硅化合物,其用量足以固化組分(A')的有機(jī)硅樹脂。有機(jī)基硅化合物每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基,或者每一分子平 均具有至少三個(gè)與硅鍵合的鏈烯基。通常要理解,當(dāng)組分(A')中每一分子的與硅鍵合的 氫原子的平均數(shù)和組分(B')中每一分子的與硅鍵合的鏈烯基的平均數(shù)之和大于4時(shí),將 發(fā)生交聯(lián)。有機(jī)基硅化合物可以是有機(jī)基硅烷或有機(jī)基硅氧烷。有機(jī)基硅烷可以是單硅烷、 二硅烷、三硅烷或聚硅烷。類似地,有機(jī)基硅氧烷可以是二硅氧烷、三硅氧烷或聚硅氧烷。 有機(jī)基硅化合物的結(jié)構(gòu)可以是直鏈、支鏈、環(huán)狀或樹脂結(jié)構(gòu)。環(huán)硅烷和環(huán)硅氧烷典型地具有 3-12個(gè)硅原子,或者3-10個(gè)硅原子,或者3-4個(gè)硅原子。在無(wú)環(huán)聚硅烷和聚硅氧烷中,與硅 鍵合的鏈烯基可位于末端、側(cè)基或同時(shí)位于末端和側(cè)基這兩個(gè)位置處。適合于用作組分(B')的有機(jī)基硅烷的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅烷Vi4Si、PhSiVi3、MeSiVi3、PhMeSiVi2、Ph2SiVi2 和 PhSi (CH2CH = CH2) 3,其中 Me 是甲 基,Ph是苯基,和Vi是乙烯基。適合于用作組分(B')的有機(jī)基硅氧烷的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅氧烷PhSi (OSiMe2Vi) 3、Si (OSiMe2Vi) 4、MeSi (OSiMe2Vi) 3和 Ph2Si (OSiMe2Vi) 2,其中 Me 是 甲基,和Ph是苯基。組分(B')可以是單一的有機(jī)基硅化合物或含兩種或更多種不同的有機(jī)基硅化 合物的混合物,其中各有機(jī)基硅化合物如上所述。例如,組分(B')可以是單一的有機(jī)基硅 烷,兩種不同的有機(jī)基硅烷的混合物,單一的有機(jī)基硅氧烷,兩種不同的有機(jī)基硅氧烷的混 合物,或有機(jī)基硅烷和有機(jī)基硅氧烷的混合物。組分(B')的濃度足以固化(交聯(lián))組分(A')的有機(jī)硅樹脂。組分(B')的 確切用量取決于所需的固化程度,其隨著組分(B')內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾數(shù)與組 分(A')內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)之比增加而增加。以組分(A')內(nèi)的每摩爾與硅 鍵合的氫原子計(jì),組分(B')的濃度典型地足以提供0.4-2mol與硅鍵合的鏈烯基,或者0. 8-1. 5mol與硅鍵合的鏈烯基,或者0. 9-1. Imol與硅鍵合的鏈烯基。制備含與硅鍵合的鏈烯基的有機(jī)基硅烷和有機(jī)基硅氧烷的方法是本領(lǐng)域眾所周 知的;許多這些化合物可商購(gòu)。硅氧烷組合物的第二個(gè)實(shí)施方案中的組分(C)與以上針對(duì)第一個(gè)實(shí)施方案的組 分(C)所述和例舉的一樣。根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A)化學(xué)式為 (R1R22SiOl72)w(R22SiO272)x(R1SiO372)y(SiO472)z(I)的有機(jī)硅樹脂,⑶每一分子平均具有 至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基硅化合物,其用量足以固化該有機(jī)硅樹脂;(C)催 化量的氫化硅烷化催化劑,和⑶化學(xué)式選自(DR1R22SiO(R22SiO)aSiR22R1(IV)和(ii) R5R12SiO(R1R5SiO)bSiR12R5(V)中的硅橡膠,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴 基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,R5是R1或-H,下標(biāo)a和b的數(shù)值各自 為 1-4,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0—0· 99,ζ 為 0—0· 75,w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為 0. 2-0. 99,和w+x/(w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂和硅橡膠(D)⑴每一分子 各自平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基;硅橡膠(D) (ii)每一分子平均具有至少兩個(gè)與 硅鍵合的氫原子,和在硅橡膠(D)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂 (A)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾比為0.01-0. 5。硅氧烷組合物的第三個(gè)實(shí)施方案中的組分(A)、(B)和(C)如以上針對(duì)第一個(gè)實(shí)施 方案所述和例舉的一樣。組分⑶的濃度足以固化(交聯(lián))組分㈧的有機(jī)硅樹脂。當(dāng)組分⑶是⑶⑴ 時(shí),組分(B)的濃度使得組分(B)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)與組分(A)和組分(D) (i) 內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾數(shù)之和的比典型地為0. 4-2,或者0. 8-1. 5,或者0. 9-1. 1。此 外,當(dāng)組分⑶是⑶(ii)時(shí),組分⑶的濃度使得組分⑶和組分⑶(ii)內(nèi)與硅鍵合的 氫原子的摩爾數(shù)之和與組分(A)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾數(shù)的比典型地為0.4-2,或者 0. 8-1. 5,或者 0. 9-1. 1。組分⑶是化學(xué)式選自(DR1R22SiO(R22SiO)aSiR22R1(IV)禾Π(U)R5R12SiO(R1R5SiO) AiR12R5 (V)中的硅橡膠,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,且二者均不含脂 族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,R5是R1或-H,下標(biāo)a和b的數(shù)值各自為1-4,條件是硅橡膠 (D) (i)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基,和硅橡膠(D) (ii)每一分子平均具 有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子。組分⑶⑴是化學(xué)式為R1R22SiO(R22SiO)aSiR22R1(IV)的至少一種硅橡膠,其中R1 和R2如上所述和例舉,和下標(biāo)a的數(shù)值為1-4,條件是硅橡膠⑶⑴每一分子平均具有至 少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基?;蛘呦聵?biāo)a的數(shù)值為2-4或2-3。用作組分(D) (i)的硅橡膠的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅橡膠
ViMe2SiO (Me2SiO) ,SiMe2Vi、ViMe2SiO (Ph2SiO) ,SiMe2Vi 和ViMe2SiO (PhMeSiO) ,SiMe2Vi,其中Me是甲基,Ph是苯基,Vi是乙烯基,和下標(biāo)a的 數(shù)值為1-4。組分(D) (i)可以是單一的硅橡膠或含兩種或更多種不同的硅橡膠的混合物,其 中各硅橡膠具有化學(xué)式(IV)。組分⑶(ii)是化學(xué)式為R5R12SiO(R1R5SiO) AiR12R5(V)的至少一種硅橡膠;其中R1和R5如上所述和例舉,和下標(biāo)b的數(shù)值為1-4,條件是硅橡膠(D) (ii)每一分子平均具有至 少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子?;蛘?,下標(biāo)b的數(shù)值為2-4或2-3。適合于用作組分⑶(ii)的硅橡膠的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅橡膠HMe2SiO (Me2SiO) bSiMe2H、HMe2SiO (Ph2SiO) bSiMe2H、HMe2SiO (PhMeSiO)bSiMe2H,和 HMe2SiO (Ph2SiO) 2 (Me2SiO) 2SiMe2H,其中 Me 是甲基, Ph是苯基,和下標(biāo)b的數(shù)值為1-4。組分(D) (ii)可以是單一的硅橡膠或含兩種或更多種不同的硅橡膠的混合物,其 中各硅橡膠具有化學(xué)式(V)。在硅橡膠(D)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂(A)內(nèi)與硅 鍵合的鏈烯基的摩爾比典型地為0. 01-0. 5,或者0. 05-0. 4,或者0. 1-0. 3。制備含與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子的硅橡膠的方法是本領(lǐng)域眾所周 知的,許多這些化合物可商購(gòu)。根據(jù)第四個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A')化學(xué)式為 (R1R52SiOl72) w (R52SiO272) x (R5SiO372) y (SiO472) z (111)的有機(jī)硅樹脂,(B ‘)每一分子平均具 有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基的有機(jī)基硅化合物,其用量足以固化該有機(jī)硅樹脂;(C)催 化量的氫化硅烷化催化劑;和⑶化學(xué)式選自(DR1R22SiO(R22SiO)aSiR22R1(IV)和(ii) R5R12SiO(R1R5SiO)bSiR12R5(V)中的硅橡膠,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴 基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,R5是R1或-H,下標(biāo)a和b的數(shù)值各自 為 1-4,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0—0· 99,ζ 為 0—0· 75,w+x+y+z = 1,y+z/ (w+x+y+z)為 0. 2-0. 99,和w+x/ (w+x+y+z)為0. 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂和硅橡膠(D) (ii)每一分子 各自平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子;硅橡膠(D) (i)每一分子平均具有至少兩個(gè)與 硅鍵合的鏈烯基,和在硅橡膠(D)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂 (A')內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾比為0.01-0. 5。硅氧烷組合物的第四個(gè)實(shí)施方案中的組分(A' )、(B')和(C)與以上針對(duì)第二 個(gè)實(shí)施方案所述和例舉的一樣,和第四個(gè)實(shí)施方案中的組分(D)與針對(duì)第三個(gè)實(shí)施方案所 述和例舉的一樣。組分(B')的濃度足以固化(交聯(lián))組分(A')的有機(jī)硅樹脂。當(dāng)組分(D)是 ⑶⑴時(shí),組分(B')的濃度使得組分(B')和組分⑶⑴內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾 數(shù)之和與組分(A')內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)的比典型地為0.4-2,或者0.8-1. 5,或 者0.9-1. 1。此外,當(dāng)組分(D)是(D) (ii)時(shí),組分(B')的濃度使得組分(B')內(nèi)與硅鍵 合的鏈烯基的摩爾數(shù)與組分(A')和組分(D) (ii)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)之和的比 典型地為0. 4-2,或者0. 8-1. 5,或者0. 9-1. 1。在硅橡膠(D)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基或與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂(A')內(nèi)與 硅鍵合的氫原子的摩爾比為0. 01-0. 5,或者0. 05-0. 4,或者0. 1-0. 3。根據(jù)第五個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A")通過(guò)在氫 化硅烷化催化劑和任選地有機(jī)溶劑存在下使化學(xué)式為(R1R22Si(V2)w(R22SiCV2)x(R1SiOv2) y (SiO472)z (I)的有機(jī)硅樹脂和化學(xué)式為R5R12SiO(R1R5SiO)ciSiR12R5(VI)的硅橡膠反應(yīng)形成可 溶反應(yīng)產(chǎn)物制備的橡膠改性的有機(jī)硅樹脂,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴 基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,R5是R1或-H,c的數(shù)值大于4到1000,w
20為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99,ζ 為 0-0. 75,w+x+y+z = l,y+z/ (w+x+y+z) % 0. 2-0. 99, 和w+X/(w+X+y+Z)為0.01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂(I)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵 合的鏈烯基,硅橡膠(VI)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子,和在硅橡膠(VI) 內(nèi)與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂(I)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾比為0. 01-0. 5 ; (B)每 一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子的有機(jī)基硅化合物,其用量足以固化該橡膠改 性的有機(jī)硅樹脂;和(C)催化量的氫化硅烷化催化劑。硅氧烷組合物的第五個(gè)實(shí)施方案中的組分(B)和(C)與以上針對(duì)第一個(gè)實(shí)施方案 所述和例舉的一樣。組分(B)的濃度足以固化(交聯(lián))橡膠改性的有機(jī)硅樹脂。組分(B)的濃度使得 組分(B)和硅橡膠(VI)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)之和與有機(jī)硅樹脂(I)內(nèi)與硅鍵合 的鏈烯基的摩爾數(shù)的比典型地0. 4-2,或者0. 8-1. 5,或者0. 9-1. 1。組分(A")是通過(guò)在氫化硅烷化催化劑和任選地有機(jī)溶劑存在下使化學(xué)式 為(R1R22SiCV2) W (R22SiO272) x (R1SiO372) y (SiO472) z⑴的至少一種有機(jī)硅樹脂和化學(xué)式為 R5R12SiO(R1R5SiO)cSiR12R5(VI)的硅橡膠反應(yīng)形成可溶反應(yīng)產(chǎn)物制備的橡膠改性的有機(jī)硅 樹脂,其中 R1、R2、R5、w、x、y、z、y+z/(w+x+y+z)和 w+x/(w+x+y+z)如上所述和例舉的一樣, 和下標(biāo)c的數(shù)值為大于4到1000。具有式(I)的有機(jī)硅樹脂與以上針對(duì)硅氧烷組合物的第一個(gè)實(shí)施方案所述和例 舉的一樣,此外,氫化硅烷化催化劑和有機(jī)溶劑與以上制備具有式(II)的有機(jī)基氫聚硅氧 烷樹脂的方法中所述和例舉的一樣。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“可溶反應(yīng)產(chǎn)物”是指當(dāng)存在有機(jī) 溶劑時(shí)制備組分(A")的反應(yīng)的產(chǎn)物在有機(jī)溶劑內(nèi)混溶且不形成沉淀或懸浮液。在硅橡膠的化學(xué)式(VI)中,R1和R5如上所述和例舉的一樣,和下標(biāo)c的數(shù)值典型 地為大于4到1000,或者10-500,或者10-50。具有式(VI)的硅橡膠的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅橡膠HMe2SiO (Me2SiO) 50SiMe2H、HMe2SiO (Me2SiO) 10SiMe2H、HMe2SiO (PhMeSiO) 25SiMe2H 和 Me3SiO (MeHSiO) 10SiMe3,其中 Me 是甲基,Ph 是苯基, 和數(shù)字下標(biāo)表示每一類型的硅氧烷單元的數(shù)量。具有式(VI)的硅橡膠可以是單一的硅橡膠或含兩種或更多種不同的硅橡膠的混 合物,其中各硅橡膠具有式(VI)。制備含與硅鍵合的氫原子的硅橡膠的方法是本領(lǐng)域眾所周知的,許多這些化合物 可商購(gòu)。可按照任何順序結(jié)合有機(jī)硅樹脂(I)、硅橡膠(VI)、氫化硅烷化催化劑和有機(jī)溶 劑。典型地,在引入氫化硅烷化催化劑之前,結(jié)合有機(jī)硅樹脂、硅橡膠和有機(jī)溶劑。典型地在室溫( 23士2°C )_150°C,或者室溫-100°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間取決于幾個(gè)因素,其中包括有機(jī)硅樹脂和硅橡膠的結(jié)構(gòu)以及溫度。典型 地允許各組分反應(yīng)的時(shí)間段足以完成氫化硅烷化反應(yīng)。這意味著典型地允許各組分反應(yīng)直 到至少95mol%或者至少98mol%或者至少99mol%最初存在于硅橡膠內(nèi)的與硅鍵合的氫 原子在氫化硅烷化反應(yīng)中消耗,這通過(guò)FTIR光譜法來(lái)測(cè)定。在室溫( 23士2°C )-IOO0C 的溫度下,反應(yīng)時(shí)間典型地為0. 5-24小時(shí)。可使用以下實(shí)施例部分列出的方法,通過(guò)常規(guī) 實(shí)驗(yàn)測(cè)定最佳反應(yīng)時(shí)間。
硅橡膠(VI)內(nèi)與硅鍵合的氫原子與有機(jī)硅樹脂(I)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾 比典型地為0. 01-0. 5,或者0. 05-0. 4,或者0. 1-0. 3。氫化硅烷化催化劑的濃度足以催化有機(jī)硅樹脂(I)與硅橡膠(VI)之間的加成反 應(yīng)。典型地,基于樹脂和橡膠的結(jié)合重量,氫化硅烷化催化劑的濃度足以提供0. I-IOOOppm
鉬族金屬。基于反應(yīng)混合物的總重量,有機(jī)溶劑的濃度典型地為0-95% (w/w),或者10-75% (w/w),或者 40-60% (w/w) ο在可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的第五個(gè)實(shí)施方案中,可在沒有分離或純化 的情況下使用橡膠改性的有機(jī)硅樹脂,或者可通過(guò)常規(guī)的蒸發(fā)方法分離該樹脂與大多數(shù)溶 劑。例如,可減壓加熱反應(yīng)混合物。而且,當(dāng)氫化硅烷化催化劑是以上所述的承載型催化劑 時(shí),可通過(guò)過(guò)濾反應(yīng)混合物,容易地分離該橡膠改性的有機(jī)硅樹脂與氫化硅烷化催化劑。然 而,當(dāng)沒有分離橡膠改性的有機(jī)硅樹脂與制備該樹脂所使用的氫化硅烷化催化劑時(shí),該催 化劑可用作可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的第五個(gè)實(shí)施方案中的組分(C)。根據(jù)第六個(gè)實(shí)施方案,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物包含(A"‘)通過(guò)在 氫化硅烷化催化劑和任選地有機(jī)溶劑存在下使化學(xué)式為(R1R52SiCV2) W (R52SiO272) x (R5SiO372) y(SiO472)z(111)的有機(jī)硅樹脂和化學(xué)式為R1R22SiO(R22SiO)dSiR22R1(VII)的硅橡膠反應(yīng)形成 可溶反應(yīng)產(chǎn)物制備的橡膠改性的有機(jī)硅樹脂,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的 烴基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,R5是R1或-H,下標(biāo)d的數(shù)值為大于4 到 1000,w 為 0-0. 8,χ 為 0-0. 6,y 為 0-0. 99, ζ % 0-0. 75,w+x+y+z = 1,y+z/(w+x+y+z)為 0. 2-0. 99,和w+x/(w+x+y+z)為0· 01-0. 8,條件是有機(jī)硅樹脂(III)每一分子平均具有至 少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子,硅橡膠(VII)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基, 和在硅橡膠(VII)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基與有機(jī)硅樹脂(III)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾比 為0.01-0. 5; (B')每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基的有機(jī)基硅化合物,其 用量足以固化該橡膠改性的有機(jī)硅樹脂;和(C)催化量的氫化硅烷化催化劑。硅氧烷組合物的第六個(gè)實(shí)施方案中的組分(B')和(C)與以上針對(duì)第二個(gè)實(shí)施方 案所述和例舉的一樣。組分(B')的濃度足以固化(交聯(lián))橡膠改性的有機(jī)硅樹脂。組分(B')的濃 度使得組分(B')和硅橡膠(VII)內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基的摩爾數(shù)之和與有機(jī)硅樹脂(III) 內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾數(shù)的比典型地0. 4-2,或者0. 8-1. 5,或者0. 9-1. 1。組分(A"')是通過(guò)在氫化硅烷化催化劑和有機(jī)溶劑存在下使化學(xué)式為 (R1R52SiOl72) w (R52SiO272) x (R5SiO372) y (SiO472) z (III)的至少一種有機(jī)硅樹脂和化學(xué)式為 R1R22SiO(R22SiO)dSiR22R1 (VII)的至少一種硅橡膠反應(yīng)形成可溶反應(yīng)產(chǎn)物制備的橡膠改性 的有機(jī)硅樹脂,其中R1、R2、R5、w、x、y、z、y+z/(w+x+y+z)和w+x/(w+x+y+z)如上所述和例舉 的一樣,和下標(biāo)d的數(shù)值為大于4到1000。具有式(III)的有機(jī)硅樹脂與以上針對(duì)可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的第 二個(gè)實(shí)施方案所述和例舉的一樣,此外,氫化硅烷化催化劑和有機(jī)溶劑與以上制備具有式 (II)的有機(jī)基氫聚硅氧烷樹脂的方法中所述和例舉的一樣。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“可溶反應(yīng) 產(chǎn)物”是指當(dāng)存在有機(jī)溶劑時(shí),制備組分(A"‘)的反應(yīng)的產(chǎn)物在有機(jī)溶劑內(nèi)混溶且不形 成沉淀或懸浮液。
在硅橡膠的化學(xué)式(VII)中,R1和R2如上所述和例舉的一樣,和下標(biāo)d的數(shù)值典 型地為4到1000,或者10-500,或者10-50。具有式(VII)的硅橡膠的實(shí)例包括但不限于具有下式的硅橡膠ViMe2SiO (Me2SiO) 50SiMe2Vi、ViMe2SiO (Me2SiO) 10SiMe2Vi、ViMe2SiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi 和 Vi2MeSiO(PhMeSiO)25SiMe2Vi,其中 Me 是甲基,Ph 是苯基,Vi是乙烯基,和數(shù)值下標(biāo)表示每一類硅氧烷單元的數(shù)量。具有式(VII)的硅橡膠可以是單一的硅橡膠或含兩種或更多種不同的硅橡膠的 混合物,其中各硅橡膠具有式(VII)。制備含與硅鍵合的鏈烯基的硅橡膠的方法是本領(lǐng)域眾所周知的,許多這些化合物 可商購(gòu)??膳c以上針對(duì)制備硅氧烷組合物的第五個(gè)實(shí)施方案中的組分(A")所述的方式 進(jìn)行制備組分(A"‘)的反應(yīng),所不同的是具有式(I)的有機(jī)硅樹脂和具有式(VI)的硅 橡膠分別被具有式(III)的有機(jī)硅樹脂和具有式(VII)的硅橡膠替代。在硅橡膠(VII) 內(nèi)與硅鍵合的鏈烯基與有機(jī)硅樹脂(III)內(nèi)與硅鍵合的氫原子的摩爾比為0.01-0. 5,或者 0. 05-0. 4,或者0. 1-0.3。而且,典型地允許有機(jī)硅樹脂和硅橡膠反應(yīng)的時(shí)間段足以完成氫 化硅烷化反應(yīng)。這意味著典型地允許各組分反應(yīng),直到至少95mol%或者至少98mol%或者 至少99mol%最初存在于橡膠內(nèi)的與硅鍵合的鏈烯基已在氫化硅烷化反應(yīng)中消耗,這通過(guò) FTIR光譜法來(lái)測(cè)定。本發(fā)明方法的可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物可包含額外的成分,條件是該成 分不妨礙硅氧烷組合物固化形成以下所述的熱膨脹系數(shù)低、拉伸強(qiáng)度高和模量高的固化 的有機(jī)硅樹脂。額外的成分的實(shí)例包括但不限于氫化硅烷化催化劑抑制劑,例如3-甲 基-3-戊烯-1-炔、3,5_ 二甲基-3-己烯-1-炔、3,5_ 二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔 基-1-環(huán)己醇、2-苯基-3- 丁炔-2-醇、乙烯基環(huán)硅氧烷和三苯基膦;粘合促進(jìn)劑,例如在 美國(guó)專利Nos. 4087585和5194649中教導(dǎo)的粘合促進(jìn)劑;染料;顏料;抗氧化劑;熱穩(wěn)定劑; UV穩(wěn)定劑;阻燃劑;流動(dòng)控制添加劑;和稀釋劑,例如有機(jī)溶劑和反應(yīng)性稀釋劑。例如,可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物可含有(E)反應(yīng)性稀釋劑,所述反應(yīng) 性稀釋劑包括(i)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的鏈烯基且在25 °C下粘度為 0.001-2Pa. s的有機(jī)基硅氧烷,其中(E) (i)的粘度不大于有機(jī)硅樹脂例如硅氧烷組合物 中的上述組分(A)、(A' )、(A")或(A"')粘度的20%,和該有機(jī)基硅氧烷的化學(xué)式為 (R1R22SiOl72) m (R22SiO272) n (R1SiO372) p (SiO472) q,其中 R1 是 C1-C10 烴基或 C1-C10 鹵素取代的烴 基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基,m為0-0. 8,η = 0-1,ρ = 0-0. 25,q = o-o. 2,m+n+p+q = 1,和m+n不等于0,條件是當(dāng)p+q = 0時(shí),η不等于0和鏈烯基不全部是端 基;和(ii)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子且在25°C下粘度為0. 001-2Pa. s 的有機(jī)基氫硅氧烷,其用量足以提供0. 5-3mol在(E) (ii)內(nèi)的與硅鍵合的氫原子/mol在 (E)⑴內(nèi)的鏈烯基,其中有機(jī)基氫硅氧烷的化學(xué)式為(HR12SiOv2)s(R1SiOv2)t(SiCV2)y,其中 R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,且二者均不含脂族不飽和鍵,s為0. 25-0. 8, t 為 0-0. 5,V 為 0-0. 3,s+t+v = 1,和 t+v 不等于 0。組分(E) (i)是每一分子平均具有至少兩個(gè)鏈烯基且在25°C下粘度為0. 001-2Pa. s的至少一種有機(jī)基硅氧烷,其中(E) (i)的粘度不大于硅氧烷組合物中的有機(jī)硅樹脂粘度的 20%,和該有機(jī)基硅氧烷的化學(xué)式為(R1R22SiOv2)m (R22SiO272)n(R1SiO372)p (SiO472) q,其中 R1 是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,且二者均不含脂族不飽和鍵,R2是R1或鏈烯基, m 為 0-0. 8,η = 0-1,ρ = 0-0. 25,q = 0-0. 2,m+n+p+q = 1,和 m+n 不等于 0,條件是當(dāng) p+q =0時(shí),η不等于0和鏈烯基不全部是端基(即并非在有機(jī)基硅氧烷內(nèi)的所有的鏈烯基在 R1R22SiOl72單元內(nèi))。此外,有機(jī)基硅氧烷(E)⑴可具有直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)。例如,當(dāng)在 有機(jī)基硅氧烷(E) (i)的化學(xué)式內(nèi)下標(biāo)m、p和q各自等于0時(shí),該有機(jī)基硅氧烷是有機(jī)基環(huán) 硅氧烷。有機(jī)基硅氧烷(E)⑴在25°C下粘度典型地為0. 001-2Pa. s,或者0. 001-0· IPa. s, 或者0. 001-0. 05Pa. s。此外,有機(jī)基硅氧烷(E) (i)在25°C下粘度典型地不大于可氫化硅 烷化固化的硅氧烷組合物內(nèi)的有機(jī)硅樹脂粘度的20%,或者不大于10%,或者不大于1 %。適合于用作有機(jī)基硅氧烷(E) (i)的有機(jī)基硅氧烷的實(shí)例包括但不限于具有下式 的有機(jī)基硅氧烷(ViMeSiO)3^ (ViMeSiO)4, (ViMeSiO)5, (ViMeSiO)6, (ViPhSiO) 3> (ViPhSiO)4, (ViPhSiO)5, (ViPhSiO)6, ViMe2SiO(ViMeSiO)nSiMe2Vi, Me3SiO(ViMeSiO)nSiMe3 禾口 (ViMe2SiO)4Si,其中Me是甲基,Ph是苯基,Vi是乙烯基,和下標(biāo)η的數(shù)值使得該有機(jī)基硅 氧烷在25°C下的粘度為0. 001-2Pa. s。組分(E) (i)可以是單一的有機(jī)基硅氧烷或含兩種或更多種不同的有機(jī)基硅氧烷 的混合物,其中各有機(jī)基硅氧烷如上所述。制備鏈烯基官能的有機(jī)基硅氧烷的方法是本領(lǐng) 域眾所周知的。組分(E) (ii)是每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子且在25°C下粘度 為0. 001-2Pa. s的有機(jī)基氫硅氧烷,其用量足以提供0. 5-3mol在(E) (ii)內(nèi)的與硅鍵合的 氫原子/mol在(E)⑴內(nèi)的鏈烯基,其中有機(jī)基氫硅氧烷的化學(xué)式為(HR12SiOv2)s(R1SiOv2) t (SiO472) v,其中R1是Cl-ClO烴基或Cl-ClO鹵素取代的烴基,且二者均不含脂族不飽和鍵, s 為 0. 25-0. 8,t 為 0-0. 5,ν 為 0-0. 3,s+t+v = 1,和 t+v 不等于 0。有機(jī)基氫硅氧烷(E) (ii)在25 °C下的粘度典型地為0. 001-2Pa. s,或者 0. 001-0. IPa. s,或者 0. 001-0. 05Pa. s。適合于用作有機(jī)基氫硅氧烷(E) (ii)的有機(jī)基氫硅氧烷的實(shí)例包括但不限于具 有下式的有機(jī)基氫硅氧烷PhSi (OSiMe2H) 3、Si (OSiMe2H) 4、MeSi (OSiMe2H) 3、(HMe2SiO)3SiOSi (OSiMe2H) 3 和(HMe2SiO)3SiOSi(Ph) (OSiMe2H) 2,其中 Me 是甲基, 和Ph是苯基。組分(E) (ii)可以是單一的有機(jī)基氫硅氧烷或含兩種或更多種不同的有機(jī)基氫 硅氧烷的混合物,其中各有機(jī)基氫硅氧烷如上所述。制備有機(jī)基氫硅氧烷的方法是本領(lǐng)域 眾所周知的。以組分(E)⑴內(nèi)的每摩爾鏈烯基計(jì),組分(E) (ii)的濃度足以提供0.5-3mol與 硅鍵合的氫原子,或者0. 6-2mol與硅鍵合的氫原子,或者0. 9-1. 5mol與硅鍵合的氫原子。在可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物內(nèi)反應(yīng)性稀釋劑(E)(結(jié)合的組分(E) (i)和 (E) (ii))的濃度基于在上述實(shí)施方案內(nèi)的有機(jī)硅樹脂、組分(A)、(A' )、(A")或(A"‘) 和有機(jī)基硅化合物組分(B)或(B')的結(jié)合重量典型地為0-90% (w/w),或者0-50% (w/w),或者 0-20% (w/w),或者 0-10% (w/w) ο 硅氧烷組合物可以是在單一部分內(nèi)含有機(jī)硅樹脂、有機(jī)基硅化合物和氫化硅烷化 催化劑的單部分組合物,或者是在兩個(gè)或更多個(gè)部分內(nèi)含這些組分的多部分組合物。例如, 多部分硅氧烷組合物可包括含一部分有機(jī)硅樹脂和所有氫化硅烷化催化劑的第一部分,和 含其余部分的有機(jī)硅樹脂和所有的有機(jī)基硅化合物的第二部分。 典型地,在有或無(wú)有機(jī)溶劑輔助下,在環(huán)境溫度下,通過(guò)以所述的比例結(jié)合主要組 分和任何任選的組分,制備單部分硅氧烷組合物。盡管各種組分的添加順序不是關(guān)鍵的,但 若立即使用硅氧烷組合物,則優(yōu)選在約30°C以下的溫度下最后添加氫化硅烷化催化劑,以 防止組合物過(guò)早固化。此外,可通過(guò)在每一部分內(nèi)結(jié)合各組分,制備多部分硅氧烷組合物??赏ㄟ^(guò)本領(lǐng)域已知的任何技術(shù),例如研磨、共混和攪拌,以間歇或者以連續(xù)的工藝 實(shí)現(xiàn)混合。通過(guò)各組分的粘度和最終的硅氧烷組合物的粘度來(lái)決定具體的裝置。作為可氫化硅烷化固化的硅氧烷組合物的替代,可縮合固化的硅氧烷組合物也適 用于本發(fā)明的硅氧烷組合物??煽s合固化的硅氧烷組合物典型地包括具有與硅鍵合的羥基或可水解基團(tuán)的有 機(jī)硅樹脂(A"“),和任選地,具有與硅鍵合的可水解基團(tuán)的交聯(lián)劑(B"),和/或縮合催 化劑(C')。有機(jī)硅樹脂(A"“)典型地是含T和/或Q硅氧烷單元結(jié)合M和/或D硅氧 烷單元的共聚物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案,有機(jī)硅樹脂(A"“)的化學(xué)式為(R1R62SiOl72)w, (R62SiO272)x, (R6SiOv2)y, (SiO472)z, (VIII)其中R1如上定義和例舉的一樣,R6是R1、-H、-OH或可水解基團(tuán),和w'為0-0. 8, 優(yōu)選 0. 02-0. 75,和更優(yōu)選 0. 05-0. 3 ;χ'為 0-0. 95,優(yōu)選 0. 05-0. 8,和更優(yōu)選 0. 1-0. 3 ; y ‘為0-1,優(yōu)選0. 25-0. 8,和更優(yōu)選0. 5-0. 8 ;和ζ ‘為0-0. 99,優(yōu)選0. 2-0. 8,和更優(yōu)選 0.4-0. 6,和有機(jī)硅樹脂(A"“)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的氫原子、羥基或可 水解基團(tuán)。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“可水解基團(tuán)”是指在不存在催化劑的情況下在從室溫( 23士2°C )-100°C的任何溫度下在數(shù)分鐘例如30分鐘內(nèi)與硅鍵合的基團(tuán)與水反應(yīng),形成硅 烷醇(Si-OH)基。用R6表示的可水解基團(tuán)的實(shí)例包括但不限于-Cl、_Br、-0R7、-0CH2CH20R7、 CH3C ( = 0) O-^Et(Me)C = N-O-XH3C ( = 0) N(CH3)-禾口 -ONH2,其中 R7 是 C1-C8 烴基或 C1-C8 鹵素取代的烴基。用R7表示的烴基和鹵素取代的烴基典型地具有1-8個(gè)碳原子,或者3-6個(gè)碳原子。 含至少3個(gè)碳原子的無(wú)環(huán)烴基和鹵素取代的烴基可具有支化或未支化的結(jié)構(gòu)。用R7表示的 烴基的實(shí)例包括但不限于未支化和支化的烷基,例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、 1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、 3-甲基丁基、1,2- 二甲基丙基、2,2- 二甲基丙基、己基、庚基和辛基;環(huán)烷基,例如環(huán)戊基、 環(huán)己基和甲基環(huán)己基;苯基;烷芳基,例如甲苯基和二甲苯基;芳烷基,例如芐基和苯乙基; 鏈烯基,例如乙烯基、烯丙基和丙烯基;芳基鏈烯基,例如苯乙烯基;和炔基,例如乙炔基和 丙炔基。用R7表示的鹵素取代的烴基的實(shí)例包括但不限于3,3,3-三氟丙基、3-氯丙基、氯 苯基禾口二氯苯基。典型地,至少5mol%或者至少15mol%或者至少30mol %在有機(jī)硅樹脂內(nèi)的R6基 是氫、羥基或可水解基團(tuán)。此處所使用的mol% R6基定義為在有機(jī)硅樹脂(A"“)內(nèi)與硅鍵合的基團(tuán)的摩爾數(shù)與在有機(jī)硅樹脂(A"“)內(nèi)的R6基的總摩爾數(shù)之比乘以100。有機(jī)硅樹脂(A"“)的具體實(shí)例包括但不限于具有下式的有機(jī)硅樹脂(MeSiO372)n> (PhSiO372)n> (Me3SiOl72) 0.8 (SiO472) 0.2, (MeSiO372) 0.67 (PhSiO372) 0.33> (Me SiO372) 0.45 (PhSiO372) 0.40 (Ph2SiO272) 0. ! (PhMeSiO272) 0. Q5、(PhSiO372) 0.4 (MeSiO372) 0.45 (PhSiO372) 0. ! (PhMeSiO272) ο. 05 和(PhSiO372) ο. 4 (MeSiO372)。. (PhMeSiO272)。.5,其中 Me 是甲基,Ph 是苯基,在 括號(hào)以外的數(shù)值下標(biāo)表示摩爾分?jǐn)?shù),和下標(biāo)η的數(shù)值使得該有機(jī)硅樹脂的數(shù)均分子量為 500-50,000。在前述式中單元順序無(wú)論如何不被視為限制本發(fā)明的范圍。這些式代表該樹 脂的充分縮合形式。在固化之前,它們具有含量如上所述的-H、-OH和/或其他可水解基 團(tuán)。如上所述,用式(VIII)表示的有機(jī)硅樹脂(A"“)的數(shù)均分子量(Mn)典型地為 500-50,000。或者,有機(jī)硅樹脂(A"“)的Mn為300到不可測(cè)量,或者1000-3000,其中通 過(guò)凝膠滲透色譜法,使用小角激光散射檢測(cè)儀或者折射指數(shù)檢測(cè)儀和有機(jī)硅樹脂(MQ)標(biāo) 準(zhǔn)物,測(cè)定該分子量。有機(jī)硅樹脂(A〃丨‘)在25°C下的粘度典型地為0.01Pa.s到固體,或者 0. 1-100,OOOPa. s,或者 1-lOOOPa· s。制備用式(VIII)表示的有機(jī)硅樹脂(A"“)的方法是本領(lǐng)域眾所周知的;許 多這些樹脂可商購(gòu)。典型地通過(guò)在有機(jī)溶劑例如甲苯內(nèi)共水解氯代硅烷前體的合適混合 物,制備用式(VIII)表示的有機(jī)硅樹脂(A"“)。例如,可通過(guò)在甲苯內(nèi)共水解化學(xué)式為 R1R62SiCl的第一化合物和化學(xué)式為R6SiCl3的第二化合物,制備含R1R62SiOv2單元和R6SiOv2 單元的有機(jī)硅樹脂,其中R1和R6如上定義和例舉。以上針對(duì)可氫化硅烷化固化的硅氧烷組 合物描述了共水解方法??蛇M(jìn)一步“稠化”共水解的反應(yīng)物到所需的程度,以控制可交聯(lián)基 團(tuán)的含量和粘度。在式(VIII)內(nèi)的Q單元及其與M單元的任何比例的結(jié)合也可以是在樹脂(A"‘) 內(nèi)的離散顆粒形式。粒度典型地為1納米-20微米。這些顆粒的實(shí)例包括但不限于直徑15 納米的二氧化硅(Si04/2)顆粒。可縮合固化的有機(jī)硅樹脂可進(jìn)一步含有無(wú)機(jī)填料,例如二 氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣和云母。在另一實(shí)施方案中,可縮合固化的硅氧烷組合物包含在水、(iv)縮合催化劑和 (ν)有機(jī)溶劑存在下通過(guò)使選自⑴化學(xué)式為(R1R62SiOl72)w(R62SiO272) x (R6SiO372) y (SiO472) z 的有機(jī)硅樹脂和(ii)⑴的可水解前體,和(iii)化學(xué)式為R83SiO(R1R8SiO)mSiR83W硅橡膠 反應(yīng)制備的橡膠改性的有機(jī)硅樹脂(A"“),其中R1和R6如上所定義和例舉,R8是R1或可 水解基團(tuán),m為2-1000,或者4-500,或者8-400,和w、x、y和ζ如上所定義和例舉,和有機(jī) 硅樹脂(i)每一分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的羥基或可水解基團(tuán),硅橡膠(iii)每一 分子平均具有至少兩個(gè)與硅鍵合的可水解基團(tuán),且硅橡膠(iii)內(nèi)與硅鍵合的可水解基團(tuán) 與有機(jī)硅樹脂(i)內(nèi)與硅鍵合的羥基或可水解基團(tuán)的摩爾比為0.01-1. 5,或者0.05-0. 8, 或者 0. 2-0. 5。典型地,至少5mol%或者至少15mol %或者至少30mol %在有機(jī)硅樹脂(i)內(nèi)的R6
基是羥基或可水解基團(tuán)。有機(jī)硅樹脂(i)的數(shù)均分子量(Mn)典型地為300到不可測(cè)量,或者500_10,000, 或者1000-3000,其中通過(guò)凝膠滲透色譜法,使用小角激光散射檢測(cè)儀或者折射指數(shù)檢測(cè)儀和有機(jī)硅樹脂(MQ)標(biāo)準(zhǔn)物,測(cè)定該分子量。適合于用作有機(jī)硅樹脂(i)的有機(jī)硅樹脂的具體實(shí)例包括但不限于具有下式的 樹脂(MeSiO372) n> (PhSiO372) n> (PhSiO372) 0.4 (MeSiO372) 0.45 (PhSiO372) 0. ! (PhMeSiO272) 0.05 和 (PhSiO372) ο. 3 (SiO472) ο. ! (Me2SiO272) 0.2 (Ph2SiO272) α4,其中 Me 是甲基,Ph 是苯基,在括號(hào)以外的 數(shù)值下標(biāo)表示摩爾分?jǐn)?shù),和下標(biāo)η的數(shù)值使得該有機(jī)硅樹脂的數(shù)均分子量為500-50,000。 在前述化學(xué)式中單元順序無(wú)論如何不被視為限制本發(fā)明的范圍。有機(jī)硅樹脂(i)可以是單 一的有機(jī)硅樹脂或含兩種或更多種不同的有機(jī)硅樹脂的混合物,其中各自具有所規(guī)定的化 學(xué)式。這些化學(xué)式代表該樹脂的充分縮合形式。在固化之前,它們具有含量如上所述 的-H、-OH和/或其他可水解基團(tuán)。此處所使用的術(shù)語(yǔ)“可水解基團(tuán)”是指適合于用作制備有機(jī)硅樹脂(i)的起始 材料(前體)的具有可水解基團(tuán)的硅烷??伤獾那绑w(ii)可用下述化學(xué)式為代表: R1R82SiX, R82SiX2, R8SiX3和SiX4,其中R1、R8和X如上所定義和例舉。可水解的前體(ii)的具體實(shí)例包括但不限于具有下式的硅烷Me2ViSiCl、Me3SiC 1、MeSi (OEt) 3、PhSiCl3、MeSiCl3、Me2SiCl2, PhMeSiCl2, SiCl4, Ph2SiCl2, PhSi (OMe) 3、MeSi (OMe) 3、PhMeSi (OMe) 2 和 Si (OEt) 4,其中 Me 是甲基,Et 是乙基, 和Ph是苯基。硅橡膠(iii)的具體實(shí)例包括但不限于具有下式的硅橡膠(EtO) 3SiO (Me2SiO) 55Si (OEt) 3、(EtO) 3SiO (Me2SiO) 16Si (OEt) 3、(EtO) 3SiO (Me2SiO) 386Si (OEt) 3 禾口(EtO) 2MeSiO (PhMeSiO) 10SiMe (OEt)2,其中 Me 是
甲基,Et是乙基。典型地在從室溫( 23士2°C )-180°C,或者從室溫到100°C的溫度下進(jìn)行該反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間取決于幾個(gè)因素,其中包括有機(jī)硅樹脂(i)和硅橡膠(iii)的結(jié)構(gòu)以及 溫度。典型地允許各組分反應(yīng)的時(shí)間段足以完成縮合反應(yīng)。這意味著典型地允許各組分 反應(yīng)直到至少95mol%或者至少98mol%或者至少99mol%最初存在于硅橡膠(iii)內(nèi)的 與硅鍵合的可水解基團(tuán)已在縮合反應(yīng)中消耗,這通過(guò)29SiNMR光譜法來(lái)測(cè)定。在室溫( 23士2°C)-100°C的溫度下,反應(yīng)時(shí)間典型地為1-30小時(shí)??赏ㄟ^(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)測(cè)定最佳反應(yīng)時(shí) 間。以下進(jìn)一步描述了合適的縮合催化劑(iv),和合適的有機(jī)溶劑(ν)如以上的橡膠 改性的有機(jī)硅樹脂(A')所述的一樣??s合催化劑(iv)的濃度足以催化有機(jī)硅樹脂(i) 與硅橡膠(iii)的縮合反應(yīng)。典型地,基于有機(jī)硅樹脂(i)的重量,縮合催化劑(iv)的濃 度為0.01-2% (w/w),或者0.01-1% (w/w),或者0.05-0. 2% (w/w) 0基于反應(yīng)混合物的總 重量,有機(jī)溶劑(ν)的濃度典型地為10-95% (w/w),或者20-85% (w/w),或者50-80 % (w/
W) O在反應(yīng)混合物內(nèi)水的濃度取決于在有機(jī)基硅化合物內(nèi)R8基的性質(zhì)和在硅橡膠內(nèi) 與硅鍵合的可水解基團(tuán)的性質(zhì)。當(dāng)有機(jī)硅樹脂(i)含有可水解基團(tuán)時(shí),水的濃度足以進(jìn)行 有機(jī)硅樹脂(i)和硅橡膠(iii)內(nèi)的可水解基團(tuán)的水解。例如,以每摩爾在結(jié)合的有機(jī)硅 樹脂(i)和硅橡膠(iii)內(nèi)的可水解基團(tuán)計(jì),水的濃度典型地為0.01-3摩爾,或者0.05-1
27摩爾。當(dāng)有機(jī)硅樹脂(i)不含可水解基團(tuán)時(shí),在反應(yīng)混合物內(nèi)要求僅僅痕量,例如IOOppm 的水。痕量的水通常存在于反應(yīng)物和/或溶劑內(nèi)。如上所述,可縮合固化的硅氧烷組合物可進(jìn)一步包含交聯(lián)劑(B")。交聯(lián)劑(B") 的化學(xué)式為R7qSiX4Y其中R7是C1-C8烴基或C1-C8鹵素取代的烴基,X是可水解基團(tuán),和 q為0或1。用R7表示的烴基和鹵素取代的烴基和用X表示的可水解基團(tuán)如上所述和例舉 的一樣。交聯(lián)劑(B")的具體實(shí)例包括但不限于烷氧基硅烷,例如MeSi(0CH3)3、 CH3Si (OCH2CH3) 3、CH3Si (OCH2CH2CH3) 3、CH3Si
3、CH3CH2Si (OCH2CH3) 3、 C6H5Si (OCH3) 3、C6H5CH2Si (OCH3) 3、C6H5Si (OCH2CH3) 3、CH2 = CHSi (OCH3) 3、CH2 = CHCH2Si (OCH3) 3、CF3CH2CH2Si (OCH3) 3、CH3Si (OCH2CH2OCH3) 3、CF3CH2CH2Si (OCH2CH2OCH3) 3、CH2 =CHSi (OCH2CH2OCH3)P CH2 = CHCH2Si (OCH2CH2OCH3) 3、C6H5Si (OCH2CH2OCH3) 3、Si (OCH3) 4、 Si (OC2H5) 4 和 Si (OC3H7) 4,有機(jī)基乙酰氧基硅烷,例如 CH3Si (OCOCH3) 3、CH3CH2Si (OCOCH3) 3 和 CH2 = CHSi (OCOCH3) 3 ;有機(jī)基亞氨基氧基硅烷,例如 CH3Si
3、 Si
3 和 C6H5Si [NHC ( = 0) CH3] 3 ;氨基硅烷,例如 CH3Si [NH (S-C4H9) ] 3 和 CH3Si (NHC6H14)3 ;和有機(jī)基氨基氧基硅烷。交聯(lián)劑(B")可以是單一的硅烷或含兩種或更多種不同硅烷的混合物,其中各硅 烷如上所述。此外制備三官能和四官能硅烷的方法是本領(lǐng)域眾所周知的;許多這些硅烷可 商購(gòu)。若存在的話,在可縮合固化的硅氧烷組合物內(nèi)交聯(lián)劑(B")的濃度足以固化(交 聯(lián))該可縮合固化的有機(jī)硅樹脂。交聯(lián)劑(B")的確切用量取決于所需的固化程度,其通 常隨交聯(lián)劑(B")內(nèi)與硅鍵合的可水解基團(tuán)的摩爾數(shù)與有機(jī)硅樹脂(A"“)內(nèi)與硅鍵合 的氫原子、羥基或可水解基團(tuán)的摩爾數(shù)之比增加而增加。典型地,交聯(lián)劑(B")的濃度足以 提供0.2-4摩爾與硅鍵合的可水解基團(tuán)/摩爾在有機(jī)硅樹脂(A"“)內(nèi)與硅鍵合的氫原 子、羥基或可水解基團(tuán)??赏ㄟ^(guò)常規(guī)試驗(yàn)容易地測(cè)定交聯(lián)劑(B")的最佳量??s合催化劑(C')可以是典型地促進(jìn)與硅鍵合的羥基(硅烷醇基)縮合形成 Si-O-Si鍵所使用的任何縮合催化劑。縮合催化劑的實(shí)例包括但不限于胺,和鉛、錫、鋅與鐵 和羧酸的絡(luò)合物。特別地,縮合催化劑(C')可以選自錫(II)和錫(IV)化合物,例如二月 桂酸錫、二辛酸錫和四丁錫;和鈦化合物,例如四丁醇鈦。若存在的話,基于有機(jī)硅樹脂(A"“)的總重量,縮合催化劑(C')的濃度典型 地為 0. 1-10% (w/w),或者 0. 5-5% (w/w),或者 1-3% (w/w)。當(dāng)可縮合固化的硅氧烷組合物包含縮合催化劑(C')時(shí),可縮合固化的硅氧烷組 合物典型地為其中有機(jī)硅樹脂(A"“)和縮合催化劑(C')在分開部分內(nèi)的兩部分組合 物。本發(fā)明的可縮合固化的硅氧烷組合物可包含本領(lǐng)域已知的且以上針對(duì)可氫化硅 烷化固化的硅氧烷組合物所述的額外的成分。在所示的實(shí)施方案中,可處理或改性有機(jī)硅樹脂層105,以增加有機(jī)硅樹脂層105 和隨后可形成或與該有機(jī)硅樹脂層105相鄰的層之間的粘合性,如圖IB的箭頭115所示。 例如,有機(jī)硅樹脂層105的一個(gè)表面可暴露于氧等離子體或紫外臭氧下,以增加有機(jī)硅樹脂層105和隨后形成或布置的與該表面相鄰的層之間的界面相互作用。作為另一實(shí)例,可 使用氫化硅烷化反應(yīng),調(diào)節(jié)在有機(jī)硅樹脂層105的表面附近的化學(xué)計(jì)量,以產(chǎn)生殘留的SiH 基或可改進(jìn)有機(jī)硅樹脂層105和隨后形成或布置的與該表面相鄰的層之間的粘合性的其 他殘留的官能團(tuán)。在一個(gè)實(shí)施方案中,可設(shè)計(jì)層之間的粘合性,以使之足夠強(qiáng)到保持各層在 一起,但足夠弱到保持通過(guò)形成厚度小于可延展過(guò)渡厚度的有機(jī)硅樹脂層105所提供的減 輕的彈性局限性的優(yōu)勢(shì)。然而,受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,處理有 機(jī)硅樹脂層105是任選的步驟,該步驟不可能在本發(fā)明的所有實(shí)施方案中進(jìn)行。此外,可使 用其他處理或改性,以增加有機(jī)硅樹脂層105和其他層之間的粘合性,或者為了其他目的。然后可與有機(jī)硅樹脂層105相鄰地形成或布置第二有機(jī)硅樹脂層120,例如IC所 示。在一個(gè)實(shí)施方案中,通過(guò)在有機(jī)硅樹脂層105上沉積可固化的有機(jī)硅樹脂組合物,形成 有機(jī)硅樹脂層120。例如,可使用常規(guī)的涂布技術(shù),例如通過(guò)噴墨沉積、旋涂、浸涂、噴涂刷涂 和篩網(wǎng)印刷等,沉積可固化的有機(jī)硅樹脂組合物的膜。然后固化(或部分固化)可固化的 有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層120。如上所述,固化工藝可包括添加一種或多種催 化劑以及將可固化的有機(jī)硅樹脂組合物暴露于升高的溫度下。然而,受益于本發(fā)明公開內(nèi) 容的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于在有機(jī)硅樹脂層105上沉積和/或固化有機(jī) 硅樹脂組合物。在可供替代的實(shí)施方案中,可獨(dú)立地形成有機(jī)硅樹脂層120,然后與有機(jī)硅 樹脂層105相鄰地布置。形成(固化或部分固化的)有機(jī)硅樹脂層120,使其厚度(T)小于形成有機(jī)硅樹 脂層120所使用的固化或部分固化的有機(jī)硅樹脂的可延展的過(guò)渡厚度(Td)。在一個(gè)實(shí)施 方案中,使用相同的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物形成有機(jī)硅樹脂層105、120,因此可具有相 同的可延展的過(guò)渡厚度。然而,有機(jī)硅樹脂層105、120的實(shí)際厚度可以不同。此外,在可供 替代的實(shí)施方案中,可使用不同的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物(或不同的固化工藝),形成 有機(jī)硅樹脂層105、120,因此它們可具有不同的可延展的過(guò)渡厚度。有機(jī)硅樹脂層120也 可以是除了有機(jī)硅樹脂以外的組合物的層。例如,它可以是可固化的硅橡膠。或者,它可以 是通過(guò)溶劑流延或任何其他涂布技術(shù),而沉積的有機(jī)聚合物,或通過(guò)層壓預(yù)形成的膜。該有 機(jī)聚合物膜可以具有熱塑性或者熱固性的性質(zhì)。它們的實(shí)例包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酯、 聚酰亞胺、氰酸酯樹脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醚醚砜等。然后可從基底 110上,例如通過(guò)剝離有機(jī)硅樹脂膜125,除去由有機(jī)硅樹脂層105、120形成的有機(jī)硅樹脂 膜125,如圖ID所示??赏ㄟ^(guò)形成厚度小于它們各自的可延展過(guò)渡厚度的多層有機(jī)硅樹脂層105、120 的有機(jī)硅樹脂膜125,來(lái)改進(jìn)有機(jī)硅樹脂膜125的撓性和/或耐久性。例如,通過(guò)在不銹鋼上 旋涂50襯%在1081(內(nèi)的前述樹脂-1,層疊5層前述樹脂-1的橡膠增韌的變體和4層氫化 硅烷化固化的硅橡膠而構(gòu)造9層膜125。以交替的方式排列樹脂和橡膠層??刹捎?. 2wt% Ti (OBu)4作為催化劑,通過(guò)使10襯%聚合度為55的三乙氧基甲硅烷氧基封端的PDMS與未 固化的樹脂-1反應(yīng),制備增韌的樹脂-1。在層疊之后和在沉積下一層之前,在200°C下固 化每一層1小時(shí)。在沉積下一層增韌的樹脂-1之前,用O2等離子體處理橡膠層。在固化該 9層之后,從不銹鋼上剝離該多層膜。該膜的總厚度為66微米。多層膜的斷裂拉伸應(yīng)變?yōu)?9. 4士3. 9%,拉伸模量為716. 6士85. 4MPa。相反,相同的增韌的4-3136的固化的單層膜的 斷裂拉伸應(yīng)變?yōu)閮H僅2.0%。
盡管在圖1A、1B、1C和ID所示的多層有機(jī)硅樹脂膜125的實(shí)施方案包括兩層有機(jī) 硅樹脂層105、120,但本發(fā)明不限于僅僅包括兩層有機(jī)硅樹脂層105、120的多層有機(jī)硅樹 脂膜125。在一個(gè)實(shí)施方案中,可由厚度小于它們相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度的許多有機(jī)硅樹 脂層形成多層有機(jī)硅樹脂膜125。例如,可使用各自的厚度比它們相應(yīng)的約2-10微米的可 延展的厚度小的數(shù)層有機(jī)硅樹脂層105、120,形成厚度為約40-50微米的多層有機(jī)硅樹脂 膜125。事實(shí)上,可通過(guò)添加額外的有機(jī)硅樹脂層105、120,直到達(dá)到目標(biāo)厚度,從而形成厚 度大于或等于100微米的多層有機(jī)硅樹脂膜125。此外,非有機(jī)硅樹脂層105、120的其他層 也可包括在形成多層有機(jī)硅樹脂膜125所使用的疊加體內(nèi)。圖2A、2B和2C在概念上示出了形成多層有機(jī)硅樹脂膜的方法200的第二例舉實(shí) 施方案。在所示的實(shí)施方案中,在基底210上形成有機(jī)硅樹脂層205,如圖2A所示。可使用 各種技術(shù),形成有機(jī)硅樹脂層205。在一個(gè)實(shí)施方案中,通過(guò)在基底205上沉積可固化的有 機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層205。例如,可使用常規(guī)的涂布技術(shù),例如通過(guò)噴墨沉 積、旋涂、浸涂、噴涂、刷涂和篩網(wǎng)印刷等,沉積可固化的有機(jī)硅樹脂組合物的膜。然后固化 (或部分固化)可固化的有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層205。在各種可供替代的實(shí) 施方案中,固化工藝可包括添加一種或多種催化劑以及將可固化的有機(jī)硅樹脂組合物暴露 于升高的溫度下。形成(固化或部分固化的)有機(jī)硅樹脂層205,使其厚度(T)小于形成有機(jī)硅樹脂 層205所使用的固化或部分固化的有機(jī)硅樹脂的可延展的過(guò)渡厚度(Td)。在一個(gè)實(shí)施方案 中,可處理或改性有機(jī)硅樹脂層205,以改進(jìn)有機(jī)硅樹脂層205和隨后形成或布置的與該有 機(jī)硅樹脂層205相鄰的任何層之間的粘合性。然而,如上所述,若進(jìn)行這種處理或改性,則 不管是處理或改性有機(jī)硅樹脂層205還是處理或改性有機(jī)硅樹脂層205可使用的技術(shù)是設(shè) 計(jì)選擇的事情和對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的??膳c有機(jī)硅樹脂層205相鄰地形成或布置一層或多層額外的層215,如圖2B所示。 例如,可通過(guò)在有機(jī)硅樹脂層205上沉積并固化可固化的組合物,形成額外的層215?;蛘?, 可在別處形成一層或多層額外的層215,然后與有機(jī)硅樹脂層205相鄰地布置。在各種可供 替代的實(shí)施方案中,可由各種不同的材料形成一層或多層額外的層215,或者一層或多層額 外的層215可包括各種不同的材料。例如,可由含橡膠顆粒、共聚橡膠鏈段、硅橡膠、有機(jī)聚 合物和類似物的材料形成額外的層215。層215的數(shù)目是設(shè)計(jì)選擇的事情和對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō) 不是關(guān)鍵的。而且,可在層狀疊加體內(nèi)的任何位置處,其中包括在層狀疊加體內(nèi),在有機(jī)硅 樹脂層205下方、有機(jī)硅樹脂層205和隨后形成的有機(jī)硅樹脂層的中間或所有有機(jī)硅樹脂 層上方的位置處形成層215。然后可與有機(jī)硅樹脂層105相鄰地形成或布置第二有機(jī)硅樹脂層220,如圖2C所 示。在一個(gè)實(shí)施方案中,有機(jī)硅樹脂層220可通過(guò)在有機(jī)硅樹脂層205上沉積可固化的有機(jī) 硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層220。例如,可使用常規(guī)的涂布技術(shù),例如通過(guò)噴墨沉積、 旋涂、浸涂、噴涂、刷涂和篩網(wǎng)印刷等,沉積可固化的有機(jī)硅樹脂組合物的膜。然后固化(或 部分固化)可固化的有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層220。如上所述,固化工藝可包 括添加一種或多種催化劑以及將可固化的有機(jī)硅樹脂組合物暴露于升高的溫度下。然而, 受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于在有機(jī)硅樹脂層205 上沉積和/或固化有機(jī)硅樹脂組合物。在可供替代的實(shí)施方案中,可獨(dú)立地形成有機(jī)硅樹脂層220,然后與有機(jī)硅樹脂層205相鄰地布置。(固化或部分固化的)有機(jī)硅樹脂層220的厚度(T)小于形成有機(jī)硅樹脂層220 所使用的固化或部分固化的有機(jī)硅樹脂的可延展的過(guò)渡厚度(Td)。在一個(gè)實(shí)施方案中,可 使用相同的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物,形成有機(jī)硅樹脂層205、220,因此可具有相同的可 延展的過(guò)渡厚度。然而,有機(jī)硅樹脂層205、220的實(shí)際厚度可以不同。而且,在可供替代的 實(shí)施方案中,可使用不同的可固化的有機(jī)硅樹脂組合物(或不同的固化工藝),形成有機(jī)硅 樹脂層205、220,因此它們可具有不同的可延展的過(guò)渡厚度。盡管在圖2A、2B和2C所示的多層有機(jī)硅樹脂膜的實(shí)施方案包括被額外的層215 隔開的兩層有機(jī)硅樹脂層205、220,但本發(fā)明不限于僅僅包括被額外的層215隔開的205、 220的多層有機(jī)硅樹脂膜。在一個(gè)實(shí)施方案中,可由厚度小于其相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度并 按照任何順序排列的許多有機(jī)硅樹脂層形成多層有機(jī)硅樹脂膜。有機(jī)硅樹脂層也可被一層 或多層額外的層隔開。然而,受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,有機(jī)硅樹 脂層205、220和(若存在的話)額外的層215的特定順序是設(shè)計(jì)選擇的事情和對(duì)于本發(fā)明 來(lái)說(shuō)不是關(guān)鍵的。圖3在概念上示出了形成多層有機(jī)硅樹脂膜所使用的系統(tǒng)300的第一例舉的實(shí)施 方案。在所示的實(shí)施方案中,使用一對(duì)單螺桿擠出機(jī)305 (1-2),將兩種熔融的含硅聚合物借 助多層模頭組件310內(nèi)的模頭接套315擠出到多層(或微層)模頭組件310內(nèi)。此處詳細(xì) 地描述了可通過(guò)單螺桿擠出機(jī)305 (1-2)擠出的例舉的含硅材料,且為了清楚起見,此處不 重復(fù)這些說(shuō)明。兩種含硅的聚合物流過(guò)多層模頭組件310的多個(gè)段(或模頭組件)320 (在 圖3中用數(shù)字僅僅表示了一個(gè))??墒褂脽犭娕?25維持多層模頭組件310的溫度。每一模 頭組件320起到分割(divide)并流的含硅聚合物流體和然后將它們重組成疊加體(stack) 以便該疊加體包括兩種含硅聚合物的交替層的作用。因此,當(dāng)進(jìn)入到模頭組件320內(nèi)的聚 合物流體形成為兩種含硅聚合物的η層交替層的疊加體時(shí),離開模頭組件320的聚合物流 體包括兩種含硅聚合物的2η交替層的疊加體。圖4在概念上示出了經(jīng)歷通過(guò)模頭組件實(shí)施的分流和疊加工藝的聚合物流體 400。在所示的實(shí)施方案中,聚合物流體400最初包括具有在第二聚合物410上方的第一聚 合物405的疊加體。當(dāng)聚合物流體400穿過(guò)模頭組件時(shí),沿著水平面分割該疊加體,且一部 分疊加體被向下導(dǎo)引,而另一部分疊加體被向上導(dǎo)引。疊加體的上面部分和疊加體的下面 部分均被壓縮到其起始厚度的大致一半,然后在彼此之上層疊這兩部分的聚合物流體400, 形成輸出的聚合物流體400,所述輸出的聚合物流體400包括第一聚合物405和第二聚合物 410的四層交替層。返回參考圖3,在所示的實(shí)施方案中所述的多層模頭組件310包括10個(gè)模頭組件 320,以便來(lái)自多層模頭組件310的輸出的聚合物流體包括2"1 = 1024層含硅聚合物的交替 層。然而,受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明不限于含10個(gè)模頭 組件320的多層模頭組件310。在可供替代的實(shí)施方案中,任何數(shù)量的模頭組件320可引 入到多層模頭組件310內(nèi),以形成具有兩種含硅聚合物的選擇數(shù)量交替層的輸出聚合物流 體。在所示的實(shí)施方案中,在模頭組件320內(nèi)的流動(dòng)路徑為0. 356(0. 904cm)英寸2,以便輸 出聚合物流體包括1024層,其中每一層的厚度為約10微米。在聚合物流體離開多層模頭 組件310之后,提供輸出的聚合物流體到冷卻浴330,和提供冷卻的多層聚合物到線材牽拉機(jī)335,以使冷卻的多層聚合物伸長(zhǎng)。然后可在輸出裝置340內(nèi)儲(chǔ)存所得多層膜。圖5在概念上示出了形成多層有機(jī)硅樹脂膜所使用的系統(tǒng)500的第二例舉實(shí)施方 案。系統(tǒng)500的第二例舉的實(shí)施方案類似于系統(tǒng)300的第一例舉實(shí)施方案,所不同的是第 一單螺桿擠出機(jī)305(1)被硅氧烷膠料罐505替代。在所示的實(shí)施方案中,可通過(guò)從氮?dú)庠?515提供氮?dú)饨o夾套510,來(lái)冷卻硅氧烷膠料罐。然后使用齒輪泵520,計(jì)量硅氧烷膠料到在 多層模頭組件310內(nèi)的模頭接套315中,并使用單螺桿擠出機(jī)305 (2)將熔融的含硅聚合物 擠出到多層模頭組件310內(nèi)。如上所述,硅氧烷膠料和擠出的硅氧烷聚合物流過(guò)含10個(gè)模 頭組件320的多層模頭組件310,形成具有2"1 = 1024層硅氧烷膠料和含硅聚合物的交替 層的多層聚合物。在聚合物流體離開多層模頭組件310之后,提供輸出聚合物流體到冷卻 浴330,并提供冷卻的多層聚合物到線材牽拉機(jī)335,以使冷卻的多層聚合物伸長(zhǎng)。然后可 在輸出裝置340內(nèi)儲(chǔ)存所得多層膜。盡管此處為了闡述目的提及含硅聚合物,但也可使用 這一裝置,將其他聚合物加工成多層材料。圖6在概念上示出了多層模頭組件600的一個(gè)例舉的實(shí)施方案。在所示的實(shí)施方 案中,多層模頭組件600包括多個(gè)外殼605 (在圖6中用數(shù)字僅僅表示了一個(gè))。多層模頭 組件600還包括模頭接套610和端片外殼615。模頭接套610包括端口 620、625以供接收 兩種含硅聚合物和/或硅氧烷膠料。含硅聚合物流體沿著虛線所示的路徑途徑多層模頭組 件600,之后在出口端口 630處離開多層模頭組件600。在所示的實(shí)施方案中,外殼605和 端片外殼615各自包括執(zhí)行此處所述的分流和疊加工藝的壓模嵌入件(在圖6中未示出)。圖7和8分別描述了外殼700的一個(gè)實(shí)施方案的正面和截面視圖。在所示的實(shí)施 方案中,外殼700包括通道705,其中構(gòu)造所述通道705以接收壓模嵌入件。通道705可以 是0. 356 (0. 904cm)英寸2。外殼700還包括多個(gè)螺栓孔710 (在圖7和8中用數(shù)字示出了 僅僅一個(gè)),其中構(gòu)造所述螺栓孔710,以接收將外殼700連接到另一外殼和/或模頭接套 上使用的螺栓。外殼700可以由不銹鋼構(gòu)造。圖9和10分別描繪了在不同的方向上在圖7和8所示的外殼700的正面和截面 視圖。在所示的實(shí)施方案中,外殼700還包括多個(gè)螺栓孔715(在圖9和10中用數(shù)字示出 了僅僅一個(gè)),其中設(shè)計(jì)所述螺栓孔715的螺紋,以接收并錨定將外殼700連接到另一外殼 和/或模頭接套上使用的螺栓。圖11和12分別描繪了端片外殼1100的一個(gè)實(shí)施方案的正面和截面視圖。在所 示的實(shí)施方案中,端片外殼1100包括通道1105,其中構(gòu)造所述通道1105,以便接收壓模嵌 入件。通道1105可以是0.356 (0.904cm)英寸2。外殼1100還包括多個(gè)螺栓孔1110 (在圖 11和12中用數(shù)字示出了僅僅一個(gè)),其中構(gòu)造所述螺栓孔1110,以接收將端片外殼1100 連接到另一外殼和/或模頭接套上使用的螺栓。端片外殼1100還包括出口端1115。外殼 1100可以由不銹鋼構(gòu)造。圖13描繪了多層模頭組件1300的一部分,它包括多個(gè)模頭組件1305和端片模頭 組件1310。使用一個(gè)或多個(gè)螺栓1315,將多個(gè)模頭組件1305和端片模頭組件1310緊固在 一起。當(dāng)組裝時(shí),校準(zhǔn)模頭組件1305、1310的通道,以形成穿過(guò)多層模頭組件1300的單一 通道1320。圖14A、14B和14C描繪了一部分壓模嵌入件1400的一個(gè)例舉的實(shí)施方案。圖14A 描繪了當(dāng)在模頭組件內(nèi)安裝壓模嵌入件1400時(shí),從透視的角度,沿著與穿過(guò)多層模頭組件的通道軸對(duì)應(yīng)的軸觀察到的一部分壓模嵌入件1400。圖14B描繪了當(dāng)在模頭組件內(nèi)安裝壓 模嵌入件1400時(shí),從透視的角度,從與穿過(guò)多層模頭組件的通道軸對(duì)應(yīng)的軸相垂直的一側(cè) 觀察到的一部分壓模嵌入件1400。圖14C描繪了當(dāng)在模頭組件內(nèi)安裝壓模嵌入件1400時(shí), 從透視的角度,從與圖14B所示的一側(cè)相對(duì)且與穿過(guò)多層模頭組件的通道軸對(duì)應(yīng)的軸相垂 直的一側(cè)觀察到的一部分壓模嵌入件1400。每一壓模嵌入件包括兩個(gè)部分1400。圖15描繪了形成單一的壓模嵌入件所使用的兩個(gè)部分1500、1505。在所示的實(shí) 施方案中,每一部分1500、1505包括第一和第二 L形片材1510、1515、1520、1525。使每一 L 形片材1510、1515成型,以具有以大致直角相交的兩條腿,形成L形片材1510、1515、1520、 1525的內(nèi)角和L形片材1510、1515、1520、1525的外角。然后布置彼此垂直的L形片材1510、 1515、1520、1525對(duì),以便它們?cè)谄涓髯缘膬?nèi)角處相遇。彎曲每一L形片材1510、1515、1520、 1525的一條腿或使之成角度,以便腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰。然后可通過(guò)連接第一和第二壓模嵌入件部件1500、1505,由兩個(gè)部分1500、1505 形成壓模嵌入件,以便在第一壓模嵌入件部件1500內(nèi)的L形片材1515的一條(未彎曲) 腿平行并相鄰于第二壓模嵌入件部件1505內(nèi)的L形片材1525的一條(未彎曲)腿。在第 一壓模嵌入件部件1500內(nèi)的L形片材1510的一條(未彎曲)腿還平行并相鄰于第二壓模 嵌入件部件1505內(nèi)的L形片材1520的一條(未彎曲)腿。圖16描繪了完整的壓模嵌入 件1600的一個(gè)例舉的實(shí)施方案。圖17描繪了當(dāng)將完整的壓模嵌入件1600插入到一部分 外殼1700內(nèi)時(shí),完整的壓模嵌入件1600的一個(gè)例舉的實(shí)施方案。以上公開的特定實(shí)施方案僅僅是闡述,因?yàn)榭稍趯?duì)受益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng) 域技術(shù)人員來(lái)說(shuō),可通過(guò)不同但等價(jià)的方式改性和實(shí)踐本發(fā)明。此外,不打算限制到此處所 示的結(jié)構(gòu)或設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)上,本發(fā)明的范圍通過(guò)以下的權(quán)利要求來(lái)描述。因此,顯而易見的 是,可改變或改性以上公開的特定實(shí)施方案,且所有這些變化被視為在本發(fā)明的精神和 圍內(nèi)。因此,以下在權(quán)利要求中列出了此處尋求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種方法,它包括形成含至少兩層聚合物層的有機(jī)硅樹脂膜,其中至少一層是有機(jī)硅樹脂層,所述至少一層有機(jī)硅樹脂層的厚度小于相應(yīng)的可延展過(guò)渡厚度。
2.權(quán)利要求1的方法,其中形成有機(jī)硅樹脂膜包括形成厚度小于相應(yīng)的可延展過(guò)渡厚 度的第一有機(jī)硅樹脂層。
3.權(quán)利要求2的方法,其中形成有機(jī)硅樹脂膜包括形成厚度小于相應(yīng)的可延展過(guò)渡厚 度的至少第二有機(jī)硅樹脂層。
4.權(quán)利要求3的方法,其中形成有機(jī)硅樹脂膜包括形成有機(jī)硅樹脂膜,以便所述至少 兩層有機(jī)硅樹脂層相鄰。
5.權(quán)利要求4的方法,其中形成有機(jī)硅樹脂膜包括處理第一有機(jī)硅樹脂層的至少一個(gè) 表面,以增加對(duì)第二有機(jī)硅樹脂層的粘合性。
6.權(quán)利要求5的方法,其中處理第一有機(jī)硅樹脂層的所述至少一個(gè)表面包括下述中的 至少一種將所述至少一個(gè)表面暴露于氧等離子體下,將所述至少一個(gè)表面暴露于紫外臭 氧下,和調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)表面的化學(xué)計(jì)量。
7.權(quán)利要求3的方法,其中形成有機(jī)硅樹脂膜包括形成與所述兩層有機(jī)硅樹脂層中的 至少一層相鄰的至少一層第三層。
8.權(quán)利要求7的方法,其中形成所述至少一層第三層包括形成所述至少一層第三層使 得所述至少一層第三層包括橡膠顆粒、共聚的橡膠鏈段和硅橡膠中的至少一種。
9.權(quán)利要求1的方法,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是硅橡膠。
10.權(quán)利要求1的方法,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是有機(jī)聚合物。
11.通過(guò)下述步驟形成的一種有機(jī)硅樹脂膜層疊至少兩層聚合物層,其中至少一層是有機(jī)硅樹脂層,所述至少一層有機(jī)硅樹脂層 的厚度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度。
12.權(quán)利要求11的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)形成厚度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度的 第一有機(jī)硅樹脂層,形成有機(jī)硅樹脂膜。
13.權(quán)利要求12的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)形成厚度小于相應(yīng)的可延展過(guò)渡厚度的至 少第二層有機(jī)硅樹脂層,形成有機(jī)硅樹脂膜。
14.權(quán)利要求11的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)彼此相鄰地層疊所述至少兩層有機(jī)硅樹脂 層,形成有機(jī)硅樹脂膜。
15.權(quán)利要求14的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)處理第一有機(jī)硅樹脂層的至少一個(gè)表面以 增加對(duì)第二有機(jī)硅樹脂層的粘合性從而形成有機(jī)硅樹脂膜。
16.權(quán)利要求15的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)將所述至少一個(gè)表面暴露于氧等離子體 下,將所述至少一個(gè)表面暴露于紫外臭氧下,和調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)表面的化學(xué)計(jì)量中的至 少一種,形成有機(jī)硅樹脂膜。
17.權(quán)利要求11的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)形成與所述至少兩層聚合物層中的至少一 層相鄰的至少一層第三層,形成有機(jī)硅樹脂膜。
18.權(quán)利要求17的有機(jī)硅樹脂膜,其中通過(guò)形成所述至少一層第三層使得所述至少一 層第三層包括橡膠顆粒、共聚的橡膠膠泥和硅橡膠中的至少一種,從而形成有機(jī)硅樹脂膜。
19.權(quán)利要求11的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是硅橡膠。
20.權(quán)利要求11的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是有機(jī)聚 合物。
21.一種有機(jī)硅樹脂膜,它包括至少兩層聚合物層,其中至少一層是有機(jī)硅樹脂層,所述至少一層有機(jī)硅樹脂層的厚 度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度。
22.權(quán)利要求21的有機(jī)硅樹脂膜,它包括厚度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度的第一有 機(jī)硅樹脂層。
23.權(quán)利要求22的有機(jī)硅樹脂膜,它包括厚度小于相應(yīng)的可延展過(guò)渡厚度的至少第二 層有機(jī)硅樹脂層。
24.權(quán)利要求23的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少兩層有機(jī)硅樹脂層彼此相鄰。
25.權(quán)利要求24的有機(jī)硅樹脂膜,其中處理第一有機(jī)硅樹脂層的至少一個(gè)表面,以增 加對(duì)第二有機(jī)硅樹脂層的粘合性。
26.權(quán)利要求25的有機(jī)硅樹脂膜,其中第一有機(jī)硅樹脂層的所述至少一個(gè)表面已通過(guò) 將所述至少一個(gè)表面暴露于氧等離子體下,將所述至少一個(gè)表面暴露于紫外臭氧下,和調(diào) 節(jié)所述至少一個(gè)表面的化學(xué)計(jì)量中的至少一種處理。
27.權(quán)利要求21的有機(jī)硅樹脂膜,包括與所述至少兩層有機(jī)硅樹脂層中的至少一層相 鄰的至少一層第三層。
28.權(quán)利要求27的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少一層第三層包括橡膠顆粒、共聚的橡 膠膠泥和硅橡膠中的至少一種。
29.權(quán)利要求21的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是硅橡膠。
30.權(quán)利要求21的有機(jī)硅樹脂膜,其中所述至少兩層聚合物層中的至少一層是有機(jī)聚 合物。
31.一種壓模嵌入件部件,它包括第一和第二 L形片材,其中每一 L形片材具有以大致直角相交的兩條腿,以形成L形片 材的內(nèi)角和L形片材的外角,彼此垂直地布置兩個(gè)L形片材并在它們各自的內(nèi)角處相遇,彎 曲每一 L形片材的一條腿,以便該腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰。
32.—種壓模嵌入件,它包括第一和第二壓模嵌入件部件,每一壓模嵌入件部件由第一和第二 L形片材形成,其中 每一 L形片材具有以大致直角相交的第一和第二條腿,以形成L形片材的內(nèi)角和L形片材 的外角,彼此垂直地布置第一和第二 L形片材并在它們各自的內(nèi)角處相遇,彎曲每一 L形片 材的第一條腿,以便該腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰;連接第一和第二壓模嵌入件部件,以便在第一壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第 二條腿平行并相鄰于在第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第二條腿。
33.一種微層模頭組件,它包括彼此相鄰地布置的多個(gè)壓模嵌入件,每一壓模嵌入件包括第一和第二壓模嵌入件部件,每一壓模嵌入件部件由第一和第二 L形片材形成,其中 每一 L形片材具有以大致直角相交的第一和第二條腿,以形成L形片材的內(nèi)角和L形片材的外角,彼此垂直地布置第一和第二 L形片材并在它們各自的內(nèi)角處相遇,彎曲每一 L形片 材的第一條腿,以便腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰;連接第一和第二壓模嵌入件部件,以便在第一壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第 二條腿平行并相鄰于在第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第二條腿;和沿著在由第一和第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一L形片材的相鄰的第二條腿確定的第 一平面內(nèi)的軸,校準(zhǔn)多個(gè)壓模嵌入件中的每一個(gè),其中該軸還在由第一和第二壓模嵌入件 部件內(nèi)的第二 L形片材的相鄰的第二條腿確定的第二平面內(nèi),第二平面垂直于第一平面。
34.權(quán)利要求33的微層模頭組件,它包括多個(gè)外殼,每一外殼包括多個(gè)壓模嵌入件之 一,彼此相鄰地布置外殼,以便沿著軸校準(zhǔn)多個(gè)壓模嵌入件。
35.權(quán)利要求33的微層模頭組件,它包括與多個(gè)外殼之一相鄰地布置的模頭接套,其 中構(gòu)造該模頭接套,以接收第一和第二擠出的聚合物并提供第一和第二聚合物層到在所述 的多個(gè)外殼之一內(nèi)的壓模嵌入件中,第一和第二聚合物層彼此相鄰且分別包括第一和第二 擠出的聚合物。
36.權(quán)利要求35的微層模頭組件,其中沿著軸布置多個(gè)壓模嵌入件,以接收包括第一 和第二擠出的聚合物的第一多層交替層的第一聚合物疊加體,并提供包括第一和第二擠出 的聚合物的第二多層交替層的第二聚合物疊加體,在第二多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量是 在第一多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量的2倍。
37.一種系統(tǒng),它包括 第一含硅材料的第一源; 第二含硅材料的第二源;和多層模頭組件,其中構(gòu)造所述多層模頭組件,以便從第一和第二源分別接收第一和第 二含硅材料,并形成包括分別由第一和第二含硅材料形成的多層交替的第一和第二層的多 層聚合物疊加體,該多層模頭組件包括多個(gè)壓模嵌入件,其中構(gòu)造每一壓模嵌入件,以接收 包括第一和第二含硅材料的第一多層交替層的第一聚合物疊加體,并提供包括第一和第二 含硅材料的第二多層交替層的第二聚合物疊加體,在第二多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量是 在第一多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量的2倍。
38.權(quán)利要求37的系統(tǒng),其中第一源包括第一單螺桿擠出機(jī)用以提供第一有機(jī)硅樹脂。
39.權(quán)利要求38的系統(tǒng),其中第二源包括第二單螺桿擠出機(jī)用以提供第二有機(jī)硅樹脂。
40.權(quán)利要求38的系統(tǒng),其中第二源包括膠料罐和齒輪泵用以提供聚二甲基硅氧烷。
41.權(quán)利要求37的系統(tǒng),其中多層模頭組件包括彼此相鄰地布置的多個(gè)壓模嵌入件,每一壓模嵌入件包括第一和第二壓模嵌入件部件,每一壓模嵌入件部件由第一和第二 L形片材形成,其中 每一 L形片材具有以大致直角相交的第一和第二條腿,以形成L形片材的內(nèi)角和L形片材 的外角,彼此垂直地布置第一和第二 L形片材并在它們各自的內(nèi)角處相遇,彎曲每一 L形片 材的第一條腿,以便該腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰;連接第一和第二壓模嵌入件部件,以便在第一壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第 二條腿平行并相鄰于在第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第二條腿;和沿著在由第一和第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一L形片材的相鄰的第二條腿確定的第 一平面內(nèi)的軸,校準(zhǔn)多個(gè)壓模嵌入件中的每一個(gè),其中該軸還在由第一和第二壓模嵌入件 部件內(nèi)的第二 L形片材的相鄰的第二條腿確定的第二平面內(nèi),第二平面垂直于第一平面。
42.權(quán)利要求41的系統(tǒng),其中多層模頭組件包括模頭接套,其中構(gòu)造所述模頭接套,以 便從第一和第二源分別接收第一和第二擠出的含硅材料,并提供包括第一和第二聚合物層 的聚合物疊加體到多個(gè)壓模嵌入件之一中。
43.權(quán)利要求37的系統(tǒng),它包括冷卻浴用以接收來(lái)自多層模頭組件的多層聚合物疊加 體并冷卻該多層聚合物疊加體。
44.權(quán)利要求43的系統(tǒng),它包括線材牽拉機(jī)用以從冷卻浴中接收聚合物疊加體并拉伸 該多層聚合物疊加體,以便在與多層交替層平行的至少一個(gè)方向上增加多層聚合物疊加體 的至少一個(gè)尺寸。
45.包括由第一含硅聚合物和第二聚合物形成的交替層的多層聚合物材料,其中使用 含下述的系統(tǒng)形成多層聚合物第一含硅聚合物的第一源;第二聚合物的第二源;和多層模頭組件,其中構(gòu)造所述多層模頭組件,以便從第一和第二源分別接收第一含硅 聚合物和第二聚合物,并形成包括分別由第一含硅聚合物和第二聚合物形成的多層交替的 第一和第二層的多層聚合物疊加體,該多層模頭組件包括多個(gè)壓模嵌入件,其中構(gòu)造每一 壓模嵌入件,以接收包括第一含硅聚合物和第二聚合物的第一多層交替層的第一聚合物疊 加體,并提供包括第一含硅聚合物和第二聚合物的第二多層交替層的第二聚合物疊加體, 在第二多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量是在第一多層交替層內(nèi)的交替層的數(shù)量的2倍。
46.使用權(quán)利要求45的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中第一源包括第一單螺桿擠出 機(jī)用以提供第一有機(jī)硅樹脂。
47.使用權(quán)利要求46的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中第二源包括第二單螺桿擠出 機(jī)用以提供第二有機(jī)硅樹脂。
48.使用權(quán)利要求45的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中第一源包括第一單螺桿擠出 機(jī)用以提供第一硅橡膠。
49.使用權(quán)利要求48的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中第二源包括膠料罐和齒輪泵 用以提供有機(jī)聚合物。
50.使用權(quán)利要求45的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中多層模頭組件包括彼此相鄰地布置的多個(gè)壓模嵌入件,每一壓模嵌入件包括第一和第二壓模嵌入件部件,每一壓模嵌入件部件由第一和第二 L形片材形成,其中 每一 L形片材具有以大致直角相交的第一和第二條腿,以形成L形片材的內(nèi)角和L形片材 的外角,彼此垂直地布置第一和第二 L形片材并在它們各自的內(nèi)角處相遇,彎曲每一 L形片 材的第一條腿,以便該腿的頂部邊緣與另一 L形片材的外角相鄰;連接第一和第二壓模嵌入件部件,以便在第一壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第 二條腿平行并相鄰于在第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一 L形片材的第二條腿;和沿著在由第一和第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第一L形片材的相鄰的第二條腿確定的第 一平面內(nèi)的軸,校準(zhǔn)多個(gè)壓模嵌入件中的每一個(gè),其中該軸還在由第一和第二壓模嵌入件部件內(nèi)的第二 L形片材的相鄰的第二條腿確定的第二平面內(nèi),第二平面垂直于第一平面。
51.使用權(quán)利要求50的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,其中多層模頭組件包括模頭接 套,其中構(gòu)造所述模頭接套,以接收分別從第一和第二源中擠出的第一含硅聚合物和第二 聚合物,并提供包括第一和第二聚合物層的聚合物疊加體到多個(gè)壓模嵌入件之一中。
52.使用權(quán)利要求45的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,該系統(tǒng)包括冷卻浴以供接收來(lái)自 多層模頭組件的多層聚合物疊加體并冷卻該多層聚合物疊加體。
53.使用權(quán)利要求52的系統(tǒng)形成的多層聚合物材料,該系統(tǒng)包括線材牽拉機(jī)以供接收 來(lái)自冷卻浴的多層聚合物疊加體并拉伸該多層聚合物疊加體,以在與多層交替層平行的至 少一個(gè)方向上增加多層聚合物疊加體的至少一個(gè)尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供形成可延展的多層有機(jī)硅樹脂膜的方法。該方法可包括形成含至少兩層聚合物層的有機(jī)硅樹脂膜,其中至少一層是有機(jī)硅樹脂層。有機(jī)硅樹脂層的厚度小于相應(yīng)的可延展的過(guò)渡厚度。
文檔編號(hào)B29C47/14GK101932442SQ200780022756
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者A·薩托休斯, D·E·凱特索里斯, F·麥克蓋瑞, G·N·希勒, M·迪奧普拉, R·L·塔布勒, R·拉布, 朱弼忠 申請(qǐng)人:陶氏康寧公司