Кремнийорганическая композиция и способ ее приготовления
Изобретение относится к отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический гель, включающей по меньшей мере один (А) органополисилоксан, содержащий по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильных группы на молекулу и имеющий вязкость от около 10 до около 1000000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, В) по меньшей мере один органоводородполисилоксан, содержащий по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу, где упомянутый органоводородполисилоксан (В) применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (А), составляет от около 0,20 до около 0,79, (С) наполнитель в количестве от около 25 до около 100 частей на сто частей органополисилоксана (A), (D) катализатор и (Е) ингибитор, где время восстановления упомянутой отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, является большим чем около 3 секунд. Также изобретение относится к устройству для захвата рукой, которое имеет внешнюю поверхность, по меньшей мере часть которой включает в себя гистерезисный кремнийорганический гель. Устройство для захвата рукой представляет собой пишущий прибор, бритву, зубную щетку, посуду, спортивный инвентарь, инструмент, устройство с приводом от двигателя или руль. Технический результат - получение кремнийорганического геля с улучшенным гистерезисом. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 табл.
Уровень техники
(1) Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к кремнийорганической композиции, способу приготовления кремнийорганической композиции и различным возникающим из этого конечным применениям.
(2) Описание предшествующего уровня техники
Кремнийорганический гель может быть получен с применением разнообразных органосилоксановых олигомеров, полимеров и наполнителей. Выбор частной комбинации органосилоксана и наполнителя, условий реакции ограничивается, по меньшей мере частично, физическими свойствами, желательными для кремнийорганического геля. Частные конечные применения могут иметь преимущество от улучшенного гистерезиса кремнийорганического геля.
Рецептуры, используемые для получения кремнийорганического геля, варьируют в отношении вязкости от подвижных жидкостей до нетекучих смол, которые могут обрабатываться только при высокой срезающей силе, достигаемой применением двух- или трехвалковой резиновой мельницы. Кремнийорганический гель в настоящее время может быть применен только в различных гистерезисных конечных применениях как неотвержденный кремнийорганический гель, свернутый в кремнийорганическом резиновом рукаве, и в результате гель будет протекать, если рукав поврежден. Альтернативно, отвержденный кремнийорганический гель, доступный в настоящее время, не может достигать желательных гистерезисных свойств для различных конечных применений.
Предшествующий уровень техники впервые описывает полиорганосилоксаны и наполнители, проявляющие различные комбинации свойств, однако кремнийорганический гель, проявляющий определенные желательные гистерезисные свойства, ранее не был представлен для различных желательных конечных применений. Это изобретение относится к гистерезисному кремнийорганическому гелю, проявляющему такие желательные свойства.
Краткое описание изобретения
В этом кратком описании отмечается, что авторы настоящего изобретения неожиданно впервые, в одном специфическом варианте осуществления, нашли композицию(и), образующую кремнийорганический гель. Эта композиция, образующая кремнийорганический гель, содержит однозначно определяемое сочетание(я) отношения гидрида к винилу, плотности сшивания, и уровни загрузки наполнителя, что позволяет получать кремнийорганический гель с улучшенным гистерезисом.
Таким образом, в одном варианте осуществления предоставляется отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, включающая в себя:
(A) по меньшей мере один органополисилоксан, содержащий по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу;
(B) по меньшей мере один органоводородполисилоксан, содержащий по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу, где упомянутый органоводородполисилоксан (B), применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (B) к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (A), составляет от около 0,20 до около 0,79;
(C) наполнитель в количестве от около 25 до около 100 частей на сто частей органополисилоксана (A);
(D) катализатор;
(E) ингибитор; где время восстановления упомянутой отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, является большим чем около 3 секунд.
Подробное описание изобретения
Авторы изобретения впервые, в одном варианте осуществления, нашли, что улучшенная композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, получается путем применения специфического мольного отношения общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в органоводородполисилоксане (B) к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в полиорганосилоксане (A), при объединении со специфическим уровнем загрузки наполнителя и обеспечения специфического времени восстановления.
Применяемые здесь термины «полиорганосилоксан» и «органополисилоксан» являются взаимозаменяемыми друг с другом. Применяемые здесь термины «органоводородполисилоксан» и «полиоргановодородсилоксан» используются как взаимозаменяемые друг с другом.
Будет понятно, что здесь все использования термина «сантистоксы» относятся к измерениям при 25 градусах Цельсия.
Будет понятно, что все специфические, более специфические и наиболее специфические диапазоны, приведенные здесь, включают в себя все поддиапазоны в их пределах.
Будет понятно, что здесь, пока не указано иное, все части по массе представляют собой части по массе, основанные на общей массе органополисилоксана (A).
Будет понятно, что здесь гистерезис представляет собой явление, в котором отклик физической системы на внешнее влияние зависит не только от мгновенной величины указанного влияния, но также от предшествующей истории системы. Выражая математически, отклик на внешнее влияние представляет собой функцию с двумя значениями; одно значение применяется, когда влияние увеличивается, другое значение применяется, когда влияние уменьшается. В случае механического гистерезиса отклик на напряжение запаздывает по сравнению с вызывающим давлением. Гистерезис вызывает потерю части подвода энергии упругой деформации в форме тепла. Чем более гистерезисен материал, тем более «мертвым» он кажется в противоположность отклику эластичной резины. В одном варианте осуществления гистерезис может быть выражен в виде специфического времени восстановления.
В одном специфическом варианте осуществления органополисилоксан (A) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый органополисилоксан, с условием что органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В другом специфическом варианте осуществления органогруппа(ы) органополисилоксанов (A) могут представлять собой любую органогруппу, обычно связанную с такими полимерами, и могут в целом являться выбранными из неограничивающих примеров алкильных радикалов, имеющих от 1 до около 8 атомов углерода, таких как метил, этил, пропил; циклоалкильных радикалов, таких как циклогексил, циклогептил, циклооктил; моноядерных арильных радикалов, таких как фенил, метилфенил, этилфенил; алкенильных радикалов, таких как винил и аллил; и галогеналкилрадикалов, таких как 3,3,3-трифторпропил. В более специфическом варианте осуществления органогруппы представляют собой алкильные радикалы, имеющие от 1 до 8 атомов углерода, и наиболее предпочтительно представляют собой метил. В следующем, более специфическом варианте осуществления органогруппы включают в себя метил и/или фенил.
В одном специфическом варианте осуществления органополисилоксан (A) включает в себя продукт реакции линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана и трехмерного полиорганосилоксана, при условии что органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления полиорганосилоксан (A) далее может включать в себя в добавление к полиорганосилоксану, который независимо содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу; не содержащий алкенила полиорганосилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана, трехмерного полиорганосилоксана, смоляного полиорганосилоксана и их комбинаций, где каждый полиорганосилоксан не содержит любых алкенильных групп. В одном специфическом варианте осуществления полиорганосилоксан, который не содержит любых алкенильных групп, как описано выше, может присутствовать в количестве предпочтительно менее чем около 5 процентов по массе, основываясь на общей массе композиции, образующей отверждаемый гистерезисный кремнийорганический описанный здесь гель.
В одном специфическом варианте осуществления линейный полиорганосилоксан определяется как по существу линейный полиорганосилоксан, который может нести концевые триорганосилоксильные группы (M-фрагменты) на концевом фрагменте молекулярной цепи и может иметь молекулярный скелет, состоящий в основном из повторения диорганосилоксановых фрагментов (D фрагментов), где M= R1R2R3SiO1/2 и D=R4R5SiO1/2, где R1, R2, R3, R4 и R5 независимо являются выбранными из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода, и их комбинации, при условии что линейный полиорганосилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу. В одном варианте осуществления по существу линейный полиорганосилоксан, применяемый здесь, представляет собой полиорганосилоксан, который включает в себя предпочтительно менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно менее чем около 20 процентов по массе и наиболее предпочтительно менее чем около 10 процентов по массе T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу линейного полиорганосилоксана, где T=R6SiO3/2 и Q=SiO4/2, где R6 является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода, их комбинации, при условии что по существу линейный полиорганосилоксан (A) содержит по меньшей мере две связанные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В другом специфическом варианте осуществления разветвленный полиорганосилоксан определяется как линейный полиорганосилоксан, с условием что линейный полиорганосилоксан включает в себя разветвленные кремнийорганические цепи, которые требуют, чтобы полиорганосилоксан (A) имел некоторые T и/или Q-функциональные группы, где T и Q определены выше для по существу линейного полиорганосилоксана, но не так много T и/или Q-функциональных групп, чтобы приводить полиорганосилоксан (A) к образованию трехмерной полимерной сетки, что будет оказывать отрицательное влияние на время восстановления, как это описано здесь, и, кроме того, разветвленный полиорганосилоксан (A) вынужден иметь избыток D-функциональной группы в соответствии с некоторыми T и/или Q-функциональными группами для образования разветвленных кремнийорганических цепей, где D определяется, как указано выше.
В другом специфическом варианте осуществления трехмерный полиорганосилоксан определяется как продукт реакции M, D, T и Q-фрагментов в любой возможной комбинации, где M, D, T и Q имеют те же определения, что предоставлены выше, при условии что трехмерный органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу и включает в себя по меньшей мере один D фрагмент в комбинации с по меньшей мере одним T и/или Q фрагментом, где T, D и Q определены выше.
В одном специфическом варианте осуществления полиорганосилоксан (A) может представлять собой по существу смоляной полиорганосилоксан, который имеет общее определение трехмерного полиорганосилоксана (A), предоставленное выше, и далее включает в себя предпочтительно не менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно менее чем около 40 процентов по массе, и наиболее предпочтительно не менее чем около 50 процентов по массе от T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу смоляного полиорганосилоксана, где T и Q фрагменты имеют определения, как описано выше, при условии что полиорганосилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу. В одном специфическом варианте осуществления по существу смоляной полиорганосилоксан может включать в себя два или более по существу смоляных полиорганосилоксана, при условии что полиорганосилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления каждый органополисилоксан (A) имеет вязкость предпочтительно от около 10 до около 1000000, более предпочтительно от около 25 до около 500000 и наиболее предпочтительно от около 50 до около 100000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия и имеет формулу:
MaMVi bDcDVi dTeTVi fQg
где
M=R7R8R9SiO1/2;
MVi=R10R11R12SiO1/2;
D=R13R14SiO2/2;
DVi=R15R16SiO2/2;
T=R17SiO3/2;
TVi=R18SiO3/2; и
Q=SiO2/2;
где R7, R8, R9, R13, R14 и R17 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R10 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, R11 и R12 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R15 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R16 представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; R17 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода; стехиометрические индексы a, b, c, d, e, f и g или представляют собой ноль или положительное число со следующими ограничениями: c больше чем 10; d имеет значение от нуля до около 40; если d=0, b=2; b имеет значение от нуля до двух при условии что, когда b=0, d=2; b+d равно от 2 до около 40, когда b=1, a=1; a+b>2; и в по существу линейном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d≥e+f+g; и органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления полиорганосилоксан (A) может включать в себя линейный полиорганосилоксан, как описано выше, где упомянутый линейный полиорганосилоксан представляет собой по меньшей мере один линейный полиорганосилоксан, выбранный из таблицы A ниже, и M, MVi, D, и DVi имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы MaMVi bDcDVi dTeTVi fQg, и D(Ph) имеет то же определение, как D, при условии что R13 и/или R14 включает в себя фенил. Будет понятно, что процент винила представляет собой процент по массе от содержания винила, основываясь на общей массе специфического органополисилоксана.
| Таблица A | ||
| Формула | Вязкость (сП) | Процент винила |
| полиорганосилоксан с винильным фрагментом или цепью | 200 | 0,438 |
| MViD100MVi | от около 200 до около 300 | 0,62 |
| MViD140MVi | от около 500 до около 1000 | 0,34 |
| MD160MVi | от около 400 до около 700 | 0,195 |
| MViD420MVi | 4000 | 0,18 |
| MViD800MVi | 40000 | 0,08 |
| MViD1100MVi | 80000 | 0,06 |
| MDxDVi xM; винил 0,176% | 10000 | 0,176 |
| MViD220D(Ph)18MVi | 3500 | 0,23 |
| MViD160DVi 5MVi | 500 | 1,65 |
| MViD75DVi 12MVi | 200 | 5,42 |
| MViD560DVi 36MVi | 4000 | 2 |
В одном специфическом варианте осуществления полиорганосилоксан (A) может включать в себя по существу смоляной полиорганосилоксан, как описано выше, где упомянутый по существу смоляной полиорганосилоксан представляет собой по меньшей мере один по существу смоляной полиорганосилоксан, выбранный из таблицы B ниже, и M, MVi, DVi и Q имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы MaMVi bDcDVi dTeTVi fQg:
| Таблица B | ||
| Формула | Вязкость (сП) | Процент винила/процент смолы в ксилоле (если в ксилоле) |
| MxDVi xQx | от около 8 до около 13 | 2,5/60 |
| MVi 3xQx | от около 15 до около 150 | 18,5 |
| MxQxDVi x | от около 8 до около 15 | 2,5 |
| MxMVi xQx | от около 10 до около 30 | 2,4/80 |
| MxMVi xQx | от около 8 до около 15 | 2,4/60 |
В одном специфическом варианте осуществления будет понятно, что по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы, содержащиеся в полиорганосилоксане (A), могут быть локализованы на концевом положении и/или между концевыми положениями полиорганосилоксана (A); при условии что существуют по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы, содержащиеся в полиорганосилоксане (A). В другом специфическом варианте осуществления термин «алкенильная группа», применяемый здесь, обозначает линейную или разветвленную алкенильную группу, содержащую от 2 до около 12 атомов углерода на группу и по меньшей мере одну на группу двойную связь между двумя атомами углерода. В следующем специфическом варианте осуществления неограничивающие примеры алкенильных групп включают в себя винил, пропенил, бутенил, пентенил, гексенил, гептенил, октенил, ноненил, децинил, ундеценил, додеценил и их комбинации.
В одном специфическом варианте осуществления соединения, применяемые как органополисилоксан (A), которые содержат по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу, включают в себя, без ограничения, винил-, пропенил-, и бутенилсодержащие полиорганосилоксаны и их комбинации. В одном варианте осуществления по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы включают в себя от 1 до около 6 атомов углерода. В другом варианте осуществления по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы представляют собой винил.
В одном варианте осуществления органополисилоксан (A) может включать в себя две или более те же или различные органополисилоксаны, как здесь описано.
В другом варианте осуществления любая комбинация полиорганосилоксана (A), как описано здесь, может быть применена в зависимости от желаемых физических свойств получаемого из нее гистерезисного кремнийорганического геля, при условии что органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления органополисилоксан (A) применяется в количестве предпочтительно от около 50 до около 90 процентов по массе, более предпочтительно от около 60 до около 85 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 72 до около 82 процентов по массе, основываясь на общей массе композиции, образующей отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления будет понятно, что плотность сшивания представляет собой только один из главных факторов, определяющих время восстановления. Как здесь описано, плотность сшивания, тип полиорганосилоксана (A) и органоводородполисилоксана (B) и уровень загрузки наполнителя, так же как типы наполнителя: силикагельный наполнитель или несиликагельный наполнитель, обработанная поверхность или необработанная поверхность, все будут иметь влияние на время восстановления. В одном специфическом варианте осуществления время восстановления будет уменьшаться с увеличением плотности сшивания; плотность сшивания имеет ограниченный эффект как таковая на время восстановления; даже когда плотность сшивания является такой низкой, что отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, или гель, полученный из нее, является мягкой, время восстановления является по-прежнему неприемлемо быстрым без достаточной загрузки наполнителя; если кто-то хочет полагаться только на плотность сшивания и продолжать уменьшение плотности сшивания, он будет в конечном счете получать слабый гель, который более подобен неотвержденному материалу, является слабым, более аналогичен жидкости и не предоставляет собой отвержденный гель с желательными свойствами. В одном специфическом варианте осуществления предоставляется отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, как здесь описано, с временем восстановления предпочтительно больше чем около 3 секунд, более предпочтительно больше чем около 10 секунд, и наиболее предпочтительно больше чем около 60. В одном специфическом варианте осуществления представляется отверждаемая композиция, образующая гистерезисный с низкой плотностью сшивания кремнийорганический гель, которая обеспечивает вышеописанные диапазоны времени восстановления. В другом специфическом варианте осуществления низкая плотность сшивания может повлечь изменение отношения (B) к (A), как описано ниже. В следующем специфическом варианте осуществления низкая плотность сшивания отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, может быть обеспечена в комбинации с типом наполнителя (C) и количеством наполнителя (C), как здесь описано.
Для того чтобы осуществить поперечную сшивку органополисилоксана (A) и органоводородполисилоксана (B) и образовать отверждаемую композицию, образующую двух- или трехмерный гистерезисный кремнийорганический гель, как описано здесь, существует необходимость в по меньшей мере двух связанных через атомы кремния атомах водорода в органоводородполисилоксане (B) и по меньшей мере двух алкенильных группах в органополисилоксане (A). Также будет понятно, что образование отвержденного гистерезисного кремнийорганического геля, получаемого здесь, включает в себя двумерную или трехмерную кросс-сшитую кремнийорганическую полимерную сеть, которая представляет собой отверждаемую композицию, образующую описанный здесь кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый органоводородполисилоксан с условием, что органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу. В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) является по существу свободным от алифатической ненасыщенности.
В одном специфическом варианте осуществления каждый органоводородполисилоксан (B) имеет вязкость предпочтительно от около 0,1 до около 2000, более предпочтительно от около 0,5 до около 1000 и наиболее предпочтительно от около 1 до около 500 сантипуаз при 25 градусах Цельсия.
В другом специфическом варианте осуществления органогруппа органоводородполисилоксана (B) может представлять собой любую органогруппу, такую как те, что описаны выше для органополисилоксана (A). В следующем, более специфическом варианте осуществления органогруппы органоводородполисилоксана (B) включают в себя метил и/или фенил. В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) включает в себя продукт реакции линейного органоводородполисилоксана, разветвленного органоводородполисилоксана, циклического органоводородполисилоксана и трехмерного органоводородполисилоксана, при условии что органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) далее может включать в себя, в добавление к органоводородполисилоксану (B), который независимо содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атомов водорода на молекулу; не содержащий водорода органоводородполисилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного органоводородполисилоксана, разветвленного органоводородполисилоксана, циклического органоводородполисилоксана, трехмерного органоводородполисилоксана, смоляного органоводородполисилоксана и их комбинаций, где каждый органоводородполисилоксан не содержит любых связанных через атом кремния атомов водорода.
В одном специфическом варианте осуществления линейный органоводородполисилоксан определяется как по существу линейный органоводородполисилоксан, который может нести концевые M-фрагменты на концевом фрагменте молекулярной цепи и имеющий молекулярный скелет, состоящий в основном из повторения D фрагментов, где M= R19R20R21SiO1/2 и D=R22R23SiO1/2, где R19, R20, R21, R22 и R23 независимо являются выбранными из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; атома водорода; и их комбинации, при условии что органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу. Применяемый здесь термин «по существу линейный органоводородполисилоксан» представляет собой органоводородполисилоксан, который включает в себя предпочтительно менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно менее чем около 20 процентов по массе, и наиболее предпочтительно менее чем около 10 процентов по массе от T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу линейного органоводородполисилоксана, где T=R24SiO3/2 и Q=SiO4/2, где R24 является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; атома водорода; и их комбинации, при условии что по существу линейный органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атомов водорода на молекулу.
В другом специфическом варианте осуществления разветвленный органоводородполисилоксан определяется как линейный органоводородполисилоксан, с условием что линейный органоводородполисилоксан включает в себя разветвленные кремнийорганические цепи, которые требуют, чтобы органоводородполисилоксан (B) имел некоторые T и/или Q функциональные группы, где T и/или Q определены выше для линейного органоводородполисилоксана, но недостаточно T и/или Q функциональных групп в органоводородполисилоксане (B) для образования трехмерной полимерной сетки, или чтобы это оказывало отрицательное влияние на время восстановления, как описано здесь; и кроме того, разветвленный органоводородполисилоксан (B) вынужден иметь избыток D функциональной группы в соответствии с некоторыми T и/или Q функциональными группами для образования разветвленных кремнийорганических цепей, где D определен выше для линейного органоводородполисилоксана.
В другом специфическом варианте осуществления циклический органоводородполисилоксан определяется как циклический структура, включающая в себя от около 3 до около 10 атомов кремния и более предпочтительно от около 3 до около 6 атомов кремния, еще более предпочтительно циклический органоводородполисилоксан имеет формулу, выбранную из группы, состоящей из D3, D4, D5 и D6, где D=R25R26SiO1/2, в котором R25 и R26 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода, при условии что циклический органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.
В другом специфическом варианте осуществления трехмерный органоводородполисилоксан определяется как продукт реакции M, D, T и Q фрагментов в любой возможной комбинации, где M, D, T и Q имеют те же определения, как предоставлено выше для линейного органоводородполисилоксана (B), при условии что трехмерного органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу и включает в себя по меньшей мере один D фрагмент в комбинации с по меньшей мере одним T и/или Q фрагментом, где T, D и Q определены выше для линейного органоводородполисилоксана (B). В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) может представлять собой по существу смоляной органоводородполисилоксан, который имеет общее определение трехмерного органоводородполисилоксан (B), предоставленное выше, и далее включает в себя предпочтительно не менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно не менее чем около 40 процентов по массе и наиболее предпочтительно не менее чем около 50 процентов по массе T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу смоляного органоводородполисилоксана, где T и Q фрагменты определяются, как описано выше для линейного органоводородполисилоксана (B), при условии что по существу смоляной органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атомов водорода на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления предоставляется отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, где каждый органоводородполисилоксан (B) имеет формулу:
MhMH iDjDH kTLTH mQn,
где:
M=R27R28R29SiO1/2;
MH=R30R31HSiO1/2;
D=R32R33SiO2/2;
DH=R34HSiO2/2;
T=R35SiO3/2;
TH=HSiO3/2;
Q=SiO4/2;
где R27, R28, R29, R32, R33 и R35 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности; R30, R31 и R34 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или атом водорода и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности, стехиометрические индексы h, i, j, k, L, m и n представляют собой ноль, или положительное число со следующими ограничениями: j является большим, чем 0; k имеет значение от нуля до около 20, когда k=0, i=2; h равно от нуля до около 2; число далее имеет ограничение в том, что i+k равно от 2 до около 20, когда i=1, h=1; h+i>2; и в по меньшей мере одном по существу линейном органоводородполисилоксане, если L+m+n>0, то h+i+j+k>L+m+n; и органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два связанные через атом кремния атома водорода на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) может включать в себя линейный органоводородполисилоксан, как описано выше, где упомянутый линейный органоводородполисилоксан представляет собой по меньшей мере один линейный органоводородполисилоксан, выбранный из таблицы C ниже и M, MH, D и DH имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы MhMH iDjDH kTLTH mQn. Будет понятно, что массовый процент гидрида основан на массе специфического органоводородполисилоксана.
| Таблица C | ||
| Формула | Вязкость (сП) | Массовый процент гидрида |
| MHD3MH | 2 | 0,52 |
| MHD6MH | 2 | 0,346 |
| MHD25MH | 25 | 0,11 |
| MHD50MH | 50 | 0,055 |
| MHD50DH 50MH | 50 | 0,86 |
| MHD100DH 22MH | 100 | 0,23 |
| MDH 4M | 1,5 | 0,098 |
| MD20DH 10M | 30 | 0,4 |
| MD20DH 20M | 30 | 0,74 |
| MDH 20M | 25 | 1,65 |
В другом специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) может включать в себя по существу смоляной органоводородполисилоксан, как описано выше, где упомянутый по существу смоляной органоводородполисилоксан представляет собой по меньшей мере один смоляной органоводородполисилоксан, выбранный из таблицы D ниже и M, MH, T и Q имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы MhMH iDjDH kTLTH mQn:
| Таблица D | ||
| Формула | Вязкость (сП) | Массовый процент гидрида |
| MH 3M12T10Q10 | от около 40 до около 200 | 700 м.д. |
| MH 2xQx | от около 10 до около 26 | 0,9 |
В следующем отличном специфическом варианте осуществления будет понятно, что по меньшей мере два связанных через атом кремния атомов водорода на молекулу, содержащиеся в органоводородполисилоксане (B), могут быть локализованы при концевом положении и/или между концевыми положениями органоводородполисилоксана (B), при условии что существуют по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу в органоводородполисилоксане (B).
В одном варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) может включать в себя два или более тех же или различных органоводородполисилоксанов, как здесь описано.
В одном специфическом варианте осуществления любая комбинация органоводородполисилоксана (B) может быть применена в зависимости от желаемых физических свойств получаемого из нее полимеризованного гистерезисного кремнийорганического геля, при условии что органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.
В одном специфическом варианте осуществления органополисилоксан (A) и органоводородполисилоксан (B) применяются в количествах, которые будут обеспечивать желательную отверждаемую композицию, образующую гистерезисный кремнийорганический гель, и/или желательный отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления упомянутый органоводородполисилоксан (B) применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (B), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (A), предпочтительно составляет от около 0,2 до около 0,79, более предпочтительно от около 0,25 до около 0,75 и даже более предпочтительно от около 0,30 до около 0,65, еще более предпочтительно от около 0,35 до около 0,60 и наиболее предпочтительно от около 0,40 до около 0,55. В одном специфическом варианте осуществления упомянутый органоводородполисилоксан (B) применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (B), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (A), предпочтительно составляет от около 0,20 до около 0,49 и более предпочтительно от около 0,25 до около 0,45, еще более предпочтительно от около 0,30 до около 0,40 и наиболее предпочтительно от около 0,32 до около 0,36.
В другом специфическом варианте осуществления фраза "общее количество связанных через атом кремния атомов водорода", применяемая здесь, относится к математической сумме всех случаев присутствия Si-H связи в органоводородполисилоксане (B).
В одном специфическом варианте осуществления органоводородполисилоксан (B) применяется в количестве предпочтительно от около 0,05 до около 10 процентов по массе, более предпочтительно от около 0,1 до около 5 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 0,2 до около 2 процентов по массе от органоводородполисилоксана (B), основываясь на общей массе отверждаемый композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления выбор органоводородполисилоксана (B) имеет прямую взаимосвязь с временем восстановления, при этом, как показано выше, меньшая плотность сшивания необходима для более длинного времени восстановления; однако это может быть реализовано только с подходящим количеством наполнителя, слишком маленькое количество наполнителя не обеспечивает отверждаемый кремнийорганический гель, слишком большое количество будет избыточно отверждать материал и чем более прочен наполнитель, тем меньшее количество наполнителя требуется для определенного времени восстановления.
В другом специфическом варианте осуществления наполнитель (C) может являться известным или коммерчески применяемым наполнителем. В следующем специфическом варианте осуществления наполнитель (C) представляет собой компонент, который обычно применяется в кремнийорганической резине или любых других резинах для сообщения физической и механической прочности отвержденной кремнийорганической резине. В одном варианте осуществления наполнитель (C) может представлять собой любой из неограничивающих примеров, выбранных из группы, состоящей из оксида кремния, пирогенного силикагеля, осажденного оксида кремния, оксида титана, окиси алюминия, глины, волластонита, кварца и их комбинаций. В одном специфическом варианте осуществления пирогенный силикагель и сажа представляют собой неограничивающие примеры армирующего наполнителя. В другом специфическом варианте осуществления предоставляется полуармирующие наполнители как неограничивающие примеры, выбранные из осажденного оксида кремния, обработанной глины и обработанного волластонита. В другом специфическом варианте осуществления оксид кремния, оксид титана, окись алюминия, глина и кварц представляют собой некоторые неограничивающие примеры расширяющих наполнителей. В одном специфическом варианте осуществления пирогенный силикагель, применяемый здесь, может представлять собой коммерчески доступный пирогенный силикагель.
В одном варианте осуществления наполнитель (C) предоставляли в количестве, которое сообщает желаемую физическую прочность. В одном специфическом варианте осуществления наполнитель (C) присутствует в количестве, в частности, от около 10 до около 50 процентов по массе, более предпочтительно от около 15 до около 40 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 16 до около 30 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель. В одном специфическом варианте осуществления чем более прочен наполнитель, тем более длинным будет время восстановления.
В другом варианте осуществления наполнитель (C) может быть применен в количестве предпочтительно от около 11 до около 100 частей, основываясь на 100 частях полиорганосилоксана (A), более предпочтительно от около 20 до около 70 частей, основываясь на 100 частях полиорганосилоксана (A) и наиболее предпочтительно из около 22 до около 43 частей, основываясь на 100 частях полиорганосилоксана (A).
В одном специфическом варианте осуществления предоставляется наполнитель (C), который может включать в себя два или более наполнителя, которые являются различными и, далее, наполнители могут быть или обработанными или необработанными.
В одном специфическом варианте осуществления время восстановления гистерезисного кремнийорганического геля благоприятно удлиняется применением количеств наполнителя (C), как описано выше. В другом варианте осуществления время восстановления гистерезисного кремнийорганического геля благоприятно удлиняется применением частично обработанного оксида кремния в качестве наполнителя.
В одном специфическом варианте осуществления наполнитель может иметь площадь поверхности предпочтительно от около 30 микрон до около 400 м2/г, более предпочтительно от около 5 микрон до около 300 м2/г и наиболее предпочтительно от около 50 м2/г до около 200 м2/г. В другом специфическом варианте осуществления наполнитель может иметь размер частиц (средний диаметр) около 5 нанометров (нм) до около 200 нанометров, более предпочтительно от около 7 нм до около 100 нм и наиболее предпочтительно около 10 нм до около 50 нм.
В одном специфическом варианте осуществления поверхность обработанного наполнителя и необработанного наполнителя должны оба иметь положительный эффект на время восстановления, но он может быть минимальным благодаря природе геля и необработанный наполнитель должен приводить к времени восстановления, отличному от обработанного наполнителя.
В следующем отличном специфическом варианте осуществления катализатор (D) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый катализатор, который будет ускорять отверждение, вызываемое путем реакция присоединения полиорганосилоксана (A) к органоводородполисилоксану (B). В одном специфическом варианте осуществления катализатор (D) представляет собой по меньшей мере один катализатор группы VIIIB. В одном специфическом варианте осуществления катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор. В следующем варианте осуществления неограничивающие примеры платиновых катализаторов включают в себя платиновую чернь, хлорплатиновую кислоту, модифицированную спиртом хлорплатиновую кислоту и комплексы хлорплатиновой кислоты с олефинами, альдегидами, винилсилоксанами или ацетиленовыми спиртами и их комбинаций. В другом специфическом варианте осуществления катализатор (D) представляет собой палладиевый катализатор, где неограничивающие примеры представляют собой тетракис(трифенилфосфин)палладий. В следующем отличном специфическом варианте осуществления катализатор (D) представляет собой родиевый катализатор, где неограничивающие примеры представляют собой родий-олефиновые комплексы и хлортрис(трифенилфосфин)родий. В одном варианте осуществления катализатор (D) может быть добавлен в так называемом каталитическом количестве, которое может соответственно быть взято в большом или небольшом количестве согласно желаемой скорости отверждения. В одном специфическом варианте осуществления катализатор (D) может быть применен предпочтительно в количестве, варьирующем от около 3 м.д. до около 30 м.д., более предпочтительно от около 5 до около 20 м.д. и наиболее предпочтительно от около 10 до около 15 м.д.. В одном варианте осуществления количество катализатора (d) представляет собой общее количество платины, присутствующей в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления предоставляется катализатор (D), который может включать в себя два или более катализатора, которые являются различными.
В следующем специфическом варианте осуществления ингибитор (E) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый ингибитор, который будет в достаточной мере контролировать время отверждения компонентов (A), (B), (C) и (D) и позволять отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, достигать практического применения. В одном специфическом варианте осуществления ингибитор (E) может содержать алифатическую ненасыщенность. В другом специфическом варианте осуществления ингибитор (E) может не иметь алифатической ненасыщенности. В следующем варианте осуществления неограничивающие примеры ингибитора (E) являются выбранными из группы, состоящей из диаллил малеата, D-4-винила, 2-метил-3-бутен-2-ола, 1-этинил-1-циклогексанола, 3,5,-диметил-1-гексин-3-ола и их комбинаций. В одном специфическом варианте осуществления ингибитор (E) применяется в количестве, в частности, от около 0,02 до около 1 процента по массе, более предпочтительно от около 0,05 до около 0,5 процента по массе и наиболее предпочтительно от около 0,1 до около 0,2 процента по массе, основываясь на общей массе композиции, образующей отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель. В одном специфическом варианте осуществления ингибитор (E) может присутствовать в любом количестве для предоставления диапазона температур и времен отверждения и предпочтительно время отверждения любое от около 10 секунд при около 177 градусах Цельсия до около 24 часов при комнатной температуре.
В одном специфическом варианте осуществления предоставляется ингибитор (E), который может включать в себя два или более ингибиторов, которые являются различными.
В одном специфическом варианте осуществления предоставляется отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, включающая в себя специфическую рецептуру, где органополисилоксан (А) представляет собой комбинацию (A-i) винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 20000 до около 60000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, присутствующего в количестве от около 60 до около 75 процентов по массе, и (A-ii) винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 250 до около 750 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, присутствующего в количестве от около 5 до около 15 процентов по массе; органоводородполисилоксан (В) представляет собой по меньшей мере один органоводородполисилоксан, который имеет концевой связанный через атом кремния атом водорода и/или дополнительный связанный через атом кремния атом водорода помимо концевого, связанного через атом кремния атома водорода на молекулу и имеющий вязкость от около 15 до около 60 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, присутствующий в количестве от около 0,2 до около 0,5 процентов по массе; наполнитель (С) представляет собой пирогенный силикагель с площадью поверхности от около 200 до около 350 м2/г, где упомянутый пирогенный силикагель обработан силаном, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 15 до около 25 процентов по массе; катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор, где катализатор (D) присутствует в количестве от около 10 м.д. до около 20 м.д.; и ингибитор (Е) представляет собой 1-этинил-1-циклогексанол, где ингибитор (Е) присутствует в количестве от около 0,05 до около 1,0 процента по массе, где все проценты по массе основаны на общей массе отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном варианте осуществления компоненты (A)-(E) могут быть объединены традиционными способами, как известно для специалистов в данной области. В одном варианте осуществления компоненты (A)-(E), описанные здесь, могут быть объединены в одной реакционной емкости. В альтернативном варианте осуществления компоненты (A)-(E) могут быть отдельно смешаны способом в две смеси и затем две смеси могут быть объединены перед нагреванием и отверждением объединенных смесей.
В другом специфическом варианте осуществления здесь предоставляется гистерезисный кремнийорганический гель, полученный путем отверждения отверждаемой композиции, образующей описанный здесь гистерезисный кремнийорганический гель.
В одном специфическом варианте осуществления будет понятно, что здесь отверждение (или поперечная сшивка) отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, может быть проведена через способ, выбранный из группы, состоящей из присоединительного отверждения, конденсационного отверждения и их комбинации.
В одном специфическом варианте осуществления время восстановления, как определено выше, может варьировать в зависимости от отверждаемого гистерезисного геля, который образуется из отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, так же как от применения, которому он предназначается. В одном специфическом варианте осуществления предоставляется отвержденный гистерезисный гель, имеющий время восстановления предпочтительно больше чем около 3 секунд, более предпочтительно более чем около 10 секунд и наиболее предпочтительно более чем около 60 секунд.
В другом специфическом варианте осуществления гистерезисный кремнийорганический гель может представлять амортизирующий элемент, который может быть применен в различных конечных применениях. В одном специфическом варианте осуществления амортизирующий элемент может быть применен в устройстве, аналогичном захвату манипулятора, имеющем внешнюю поверхность, по меньшей мере часть которой включает в себя отвержденный гистерезисный кремнийорганический гель, полученный полимеризацией отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель. В одном следующем варианте осуществления внешняя поверхность, по меньшей мере часть которой включает в себя гистерезисный кремнийорганический гель, может быть применена для обеспечения амортизирующего эффекта, такого как удобный захват или поглощение удара. В другом специфическом варианте осуществления область, размер и толщина внешней поверхности может быть определена согласно специфическому применению амортизирующего элемента.
В одном специфическом варианте осуществления амортизирующий элемент здесь предназначен применяться с предметом для предоставления амортизирующего эффекта захватывающим амортизирующим элементом на предмете.
В одном специфическом варианте осуществления устройство для захвата рукой представляет собой пишущий прибор, бритву, зубную щетку, посуду, спортивный инвентарь, инструмент, устройство с приводом от двигателя или руль.
В следующем варианте осуществления устройство для захвата рукой представляет собой пишущий прибор, где пишущий прибор представляет собой ручку.
Ниже даны примеры для целей иллюстрации изобретения по рассматриваемому предмету. Они не должны трактоваться любым способом как установки ограничений на описанные здесь варианты осуществления. Пока не указано иное, все массы представляют собой проценты по массе, основываясь на полной массе отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель.
ПРИМЕРЫ
Примеры, представленные ниже, получены путем сочетания всех предоставленных компонентов в одной реакционной емкости.
Получение образца: гистерезисный кремнийорганический гель материал, как здесь описано, формовали в отвержденные кнопки, каждая с толщиной около 28,575 миллиметров (мм) и диаметром около 28,575 мм. Типичные условия формования составляли 176,6 градусах Цельсия в течение 17 минут.
Деформация: в общем, может быть использован любой тип напряжения, включая растяжение, сжатие или даже искривление. Для удобства применяли жесткий пруток с тупым кончиком прутка с диаметром около 0,635 сантиметров для центра давления одной плоской поверхности каждой из вышеупомянутых кнопок, чьи противоположные плоские поверхности помещали на жесткий субстрат, до достижения углубления около 1,27 сантиметра.
Время восстановления: когда желаемое углубление было произведено, давление сжатия удаляли. Тонкое мягкое полотно майлара может быть применено наверху геля для облегчения высвобождения 0,635 сантиметрового тестирующего прутка. Также в зависимости от применения поверхностный (корпусной) материал применяли для определения времени восстановления в среде применения, как указано ниже. Время восстановления измеряли от момента, когда давление удаляли, до момента, когда кнопка восстанавливала 100 процентов ее исходного вида при визуальном контроле. В одном специфическом варианте осуществления когда применяется поверхностный материал, время восстановления отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, может быть быстрее, чем когда упомянутый поверхностный материал не присутствует. В одном специфическом варианте осуществления отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, может быть применена с поверхностным материалом или без него.
Данные в таблице 1 ниже тестировали с поверхностным материалом, который представляет собой тонкий слой инъецируемого формованного жидкого кремнийорганического резинового материала. Гель реагировал быстрее благодаря эластичности поверхностного материала, таким образом, время отклика было более длинным (в минутном диапазоне, как указано для рецептур в примерах 11-13), когда применялся без любого поверхностного материала или поверхностный материал был очень мягким и тонким, поэтому не имел вклада или имел небольшой вклад упругости в отклик материала. В одном варианте осуществления поверхностный материал может включать в себя любой известный или обычно применяемый поверхностный материал и далее может включать в себя любой пластичный материал, из которого будет изготовлен корпус для гистерезисного кремнийорганического геля, полученного путем отверждения отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, описанный здесь.
Таблица ниже демонстрирует типичные свойства различных рецептурированных материалов. Другие кремнийорганические продукты также испытывались и показали подобные результаты. Для примеров 1-8, перечисленных в таблице 1, органополисилоксан (A) представлял собой, главным образом, винилсодержащий кремнийорганический полимер с вязкостью около 40000 сантипуаз, как описано выше в таблице (A), необязательно с небольшим процентом (процент по массе относительно общей массы винильных полимеров) некоторого винилсодержащего кремнийорганического полимера с низкой вязкостью, около 500 сантипуаз, имеющего формулу MViD160DVi 5MVi, или винилсодержащего кремнийорганического полимера, имеющего формулу MD160MVi и вязкость 400-700 сантипуаз, с винилсодержащим кремнийорганическим полимером с вязкостью 500 сантипуаз, имеющим содержание винила около 1,65, и винилсодержащего кремнийорганического полимера, 400-700 сантипуаз, имеющего содержание винила 0,195. Относительные количества каждого из этих компонентов приведены ниже в таблице E. Для примеров 9 и 10, описанных в таблице 1, органополисилоксан (A) также представляет собой, главным образом, винил-содержащий кремнийорганический полимер с вязкостью около 40000 сантипуаз, как описано выше в таблице (A), необязательно с небольшим процентом (процент по массе относительно общей массе винильных полимеров) некоторого низковязкого винилсодержащего кремнийорганического полимера, имеющего формулу MViD420MVi и вязкость 4000 сП, и может быть применено содержание винила 0,18% до около 0,20%, как в Примерах 9 до 12 и как описано в таблице (A). Vi%, применяемый в таблице E, как понятно, является процентом по массе винильных групп, основываясь на общей массе описанного специфического органополисилоксана.
| Таблица E | |||
| Примеры | MViD160DVi 5MVi, вязкость 500 сП, Vi% 1,65% | MViD160MVi, вязкость 400-700 сП, Vi% 0,195% | MViD420MVi, вязкость 4000 сП, Vi% 0,18% |
| 1 | 3,50% | 8,60% | |
| 2 | 3,50% | 8,60% | |
| 3 | 4,80% | 5,70% | |
| 4 | 4,80% | 5,70% | |
| 5 | 4,80% | 5,70% | |
| 6 | 4,80% | 5,70% | |
| 7 | 4,80% | 5,70% | |
| 8 | 4,80% | 5,70% | |
| 9 | 4,80% | 21,50% | |
| 10 | 4,80% | 21,50% |
Органоводородполисилоксан (B) для примеров 1-8 представлял собой комбинацию двух кремнийорганических гидридных полимеров, первый из которых являлся гидридной смолой с вязкостью от около 10 до около 26, описанной в таблице D; другой полимер являлся линейным гидридом с вязкостью около 50 сантипуаз и содержанием гидрида около 0,86 процента по массе, описанным в таблице C; в то время как примеры 9 и 10 используют один гидридный полимер с вязкость 30 сантипуаз и содержанием гидрида 0,74, как описано в таблице C.
Наполнитель (C) для примеров 1-8 представлял собой коммерчески доступный пирогенный силикагель с площадью поверхности 300 м2/г, который обрабатывали циклическим силоксаном октаметилциклотетрасилоксаном (D4) и винилсилазаном, который представляет собой гексаметилдисилазан (HMDZ). Примеры 9 и 10 представляют собой коммерчески доступный пирогенный силикагель с площадью поверхности 300 м2/г, обработанный только винилсилазаном. Примеры 11-13 представляют собой коммерчески доступный пирогенный силикагель, обработанный силазаном и циклическим силоксаном.
Катализатор (D) представлял собой маточную смесь ноль-валентного платинового катализатора в винилсодержащем кремнийорганическом носителе, для примеров 1-8 представлял собой свободный от ксилола катализатор Карстеда (Karstead) и для примеров 9-13 представлял собой катализатор Ашби (Ashby).
Ингибитор (E) являлся одним и тем же для перечисленных здесь всех примеров и представлял собой 1-этинил-1-циклогексанол.
Четыре материала вулканизации при комнатной температуре (RTV) представляли собой типичные гели, включенные здесь в качестве сравнительных примеров.
Все времена восстановления тестировали тем же способом, как описано выше, который очевидно показал, что материалы сравнительных примеров являются гораздо менее гистерезисными, чем описанный здесь гистерезисный кремнийорганический гель. Все массы в таблице 1 ниже (пока не указано иное) измерены в частях по массе, основываясь на 100 частях по массе от органополисилоксана (A). Будет понятно, что здесь части по массе могут быть конвертированы в процентный состав по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей описанный здесь гистерезисный кремнийорганический гель, путем добавления каждого описанного здесь компонента и вычисления отношения суммы общих частей по массе указанного компонента и к сумме общих частей по массе от всех компонентов и умножения этого отношения на 100 для получения процентного состава по массе указанного компонента. Время восстановления измеряли в секундах и приводили как приблизительное число секунд. Данные по проникновению определяли с применением стандартного промышленного теста U-2A на проникновение. Для следующих примеров:
M=R36R37R38SiO1/2;
MH=R39R40HSiO1/2;
MVi=R41R42R43SiO1/2;
D=R44R45SiO2/2;
DH=R46HSiO2/2;
DVi=R47R48SiO2/2;
D(Ph)=R49R50SiO2/2;
T=R51SiO3/2
TH=HSiO3/2;
TVi=R52SiO3/2 и
Q=SiO2/2;
где R36, R37, R38, R44, R45 и R51 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R39, R40 и R46 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или атом водорода и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности; R41 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R42 и R43 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R47 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, R48 представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; R52 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода; R49 и R50 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или фенил, при условии что по меньшей мере один из R49 или R50 представляет собой фенил.
| Таблица 1 | |||||||
| Примеры | A | B | C | D (м.д.) | E | Проникновение по U-2A | Время восстановления (секунды) |
| 1 | 100 | 0,45 | 33 | 9,6 | 0,081 | 0,7 | 2 |
| 2 | 100 | 0,27 | 33 | 10,5 | 0,11 | 1,5 | 5 |
| 3 | 100 | 0,79 | 35 | 8 | 0,089 | 0,1 | 1 |
| 4 | 100 | 0,53 | 35 | 8,6 | 0,11 | 1 | 3 |
| 5 | 100 | 0,37 | 35 | 9 | 0,14 | 1,5 | 7 |
| 6 | 100 | 0,37 | 35 | 9 | 0,21 | 1,8 | 8 |
| 7 | 100 | 0,37 | 35 | 9 | 0,26 | 2,2 | 10 |
| 8 | 100 | 0,35 | 35 | 9,1 | 0,14 | 1,8 | 8 |
| 9 | 100 | 1,07 | 40 | 15 | 0,11 | 0,5 | 3 |
| 10 | 100 | 0,58 | 40 | 16,4 | 0,16 | 1 | 3 |
| RTV6126 | 0,25 сек | ||||||
| RTV6136 | 0,1 сек | ||||||
| RTV6196 | 0,1 сек | ||||||
| RTV6236 | <0,1 сек |
Как описано выше, вышеупомянутые композиции способны к образованию гистерезисного (мертвого) геля с гораздо более долгим временем восстановления, чем время традиционных гелей, и также с желаемой мягкостью. Все эти примеры также проходят через другие тесты, такие как тепловое, УФ-старение и отсутствие течи в тесте на зажатие ручки.
Результаты четырех специфических рецептур перечислены ниже.
Для этих рецептур:
Пример 11 имел мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в (B) к одной винильной группе в (A), составляющее 0,76; и время восстановления около 10 минут без поверхностного материала и около 1 минуты с традиционным поверхностным материалом 40 Duro LIM в качестве корпуса.
Пример 12 имел мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в (В) к одной винильной группе в (А), составлявшее 0,61; и время восстановления около 5 минут без поверхностного материала и около 20 секунд с традиционным поверхностным материалом 40 Duro LIM в качестве корпуса.
Пример 13 имел мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в (В) к одной винильной группе в (А), составляющее 0,49; и время восстановления около 7 минут без поверхностного материала и около 40 секунд с традиционным поверхностным материалом 40 Duro LIM в качестве корпуса.
Пример 11
| Описание компонента | Проценты по массе |
| D4+HMDZ, обработанный оксид кремния (200 м2/г) | 21,175 |
| MViD800MVi; 40000 сП; процент винила по массе 0,08 | 67,745 |
| MViD420MVi; 4000 сП; процент винила по массе 0,18 | 10,585 |
| MH(D50) (DH 50)MH; 50 сП; процент гидрида по массе около 0,86 | 0,345 |
| 1-этинил-1-циклогексанол | 0,075 |
| ноль-валентная Pt (Pt(0)) в D4 виниле: катализатор | |
| Ашби (Ashby); процент Pt по массе 1,75 | 0,075 |
| Всего | 100,000 |
Пример 12
| Описание компонента | Проценты по массе |
| D4+HMDZ, обработанный оксид кремния (200 м2/г) | 18,60 |
| MViD800MVi. 40000 сП, процент винила по массе 0,08 | 63,550 |
| MViD420MVi; 4000 сП; процент винила по массе 0,18 | 16,144 |
| MH(D50) (DH 50)MH; 50 сП; процент гидрида по массе от | |
| около 0,72 до около 1,0 | 0,296 |
| 1-этинил-1-циклогексанол | 0,075 |
| ноль-валентная Pt (Pt(0)) в D4-виниле: катализатор | |
| Ашби (Ashby); процент Pt по массе 1,75 | 0,075 |
Пример 13
| Описание компонента | Проценты по массе |
| D4+HMDZ, обработанный оксид кремния (200 м2/г) | 13,785813 |
| MViD800MVi; 40000 сП; процент винила по массе 0,08 | 52,84562 |
| MViD160DVi 5MVi; 500 сП; процент винила по массе 1,65 | 3,446454 |
| MD160MVi; 550 сП; процент винила по массе 0,195; | |
| концевой винил только на одном конце | 18,38109 |
| MH 2Q; 20 сП; процент гидрида по массе 0,90; | |
| представляет собой гидридную смолу | 0,413574 |
| MViD105D(Ph)11MVi; 700 сП; процент винила по массе | |
| 0,53, представляет собой фенильный винил | 11,02865 |
| 1-этинил-1-циклогексанол | 0,064334 |
| ноль-валентная Pt (Pt(0)) в D4 виниле: катализатор | |
| Ашби (Ashby); процент Pt по массе 1,75 | 0,034465. |
В то время как приведенное выше описание включает в себя много специфических элементов, эти специфические элементы не должны толковаться как ограничения, но единственно как пояснение примерами их специфических вариантов осуществления. Специалисты в данной области будут предвидеть множество других вариантов осуществления в пределах объема и духа описания, которое дано в приведенной ниже формуле изобретения.
1. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, включающая в себя:
(А) по меньшей мере один органополисилоксан, содержащий по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу и имеющий вязкость от около 10 до около 1000000 сП при 25°С и имеет формулу:
MaMVi bDcDVi dTeTVi fQg,
где M=R7R8R9SiO1/2;
MVi=R10R11R12SiO1/2;
D=R13R14SiO2/2;
DVi=R15R16SiO2/2;
Т=R17SiO3/2;
TVi=R18SiO3/2; и
Q=SiO4/2,
где R7, R8, R9, R13, R14 и R17 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R10 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R11 и R12 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R15 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R16 представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; R17 представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода; стехиометрические индексы а, b, с, d, е, f и g или представляют собой ноль, или положительное число со следующими ограничениями: с больше, чем 10; d равно от нуля до около 40; когда d=0, b=2; b равно от нуля до двух, при условии, что, когда b=0, d=2; b+d равно от 2 до около 40, когда b=1, а=1; а+b>2; и в, по существу, линейном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d≥e+f+g; и органополисилоксан (А) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу;
(В) по меньшей мере один органоводородполисилоксан, содержащий по меньшей мере два присоединенные через атом кремния атома водорода на молекулу, имеет формулу:
MhMH iDjDH kTLTH mQn,
где M=R27R28R29SiO1/2;
MH=R30R31HSiO1/2;
D=R32R33SiO2/2;
DH=R34HSiO2/2;
T=R35SiO3/2;
TH=HSiO3/2; и
Q=SiO4/2,
где R27, R28, R29, R32, R33 и R35 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода, и являются, по существу, свободными от алифатической ненасыщенности; R30, R31 и R34 независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или атом водорода, и являются, по существу, свободными от алифатической ненасыщенности, стехиометрические индексы h, i, j, k, L, m и n представляют собой ноль, или положительное число со следующими ограничениями: J является большим, чем 0; k имеет значение от нуля до около 20, когда k=0, i=2; h равно от ноля до около 2; число имеет дополнительное ограничение в том, что i+k равно от 2 до около 20, когда i=1, h=1; h+i>2; и в по меньшей мере одном, по существу, линейном органоводородполисилоксане, если L+m+n>0, то h+i+j+k>L+m+n; и органоводородполисилоксан (В) содержит по меньшей мере два атома водорода, связанных с атомом кремния, на молекулу,
где упомянутый органоводородполисилоксан (В) применяется в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (А), составляет от около 0,20 до около 0,79;
(C) наполнитель в количестве от около 25 до около 100 частей на сто частей органополисилоксана (А);
(D) катализатор; и
(Е) ингибитор, где время восстановления упомянутой отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, является большим, чем около 3 с.
2. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где органополисилоксан (А) включает в себя продукт реакции линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана и трехмерного полиорганосилоксана.
3. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой полиорганосилоксан (А) далее может включать в себя, в добавление к полиорганосилоксану, который независимо содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу; не содержащий алкенила полиорганосилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана, трехмерного полиорганосилоксана, смоляного полиорганосилоксана и их комбинации, где каждый полиорганосилоксан не содержит любых алкенильных групп.
4. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где полиорганосилоксан (А) может представлять собой, по существу, смоляной полиорганосилоксан и включает в себя не менее, чем около 30% по массе от Т и/или Q фрагментов, основываясь на массе, по существу, смоляного полиорганосилоксана, где T=R6SiO3/2 и Q=SiO4/2, где R6 является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации, при условии, что полиорганосилоксан (А) содержит по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы на молекулу.
5. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы содержат от 2 до около 6 атомов углерода.
6. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой по меньшей мере две присоединенные через атом кремния алкенильные группы представляют собой винил.
7. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой органогруппы органополисилоксана (А) включают в себя метил и/или фенил.
8. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой органоводородполисилоксан (В) включает в себя продукт реакции линейного органоводородполисилоксана, разветвленного органоводородполисилоксана, циклического органоводородполисилоксана и трехмерного органоводородполисилоксана.
9. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой органоводородполисилоксан (В) далее может включать в себя, в добавление к органоводородполисилоксану (В), который независимо содержит по меньшей мере два связанные через атом кремния атома водорода на молекулу, не содержащий водорода органополисилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного органополисилоксана, разветвленного органополисилоксана, циклического органополисилоксана, трехмерного органополисилоксана, смоляного органополисилоксана и их комбинации, где каждый органополисилоксан не содержит любых атомов водорода, связанных с атомом кремния.
10. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, в которой органоводородполисилоксан (В) является, по существу, смоляным органоводородполисилоксаном и включает в себя не менее, чем около 30% по массе от Т и/или Q фрагментов, где T=R24SiO3/2 и Q=SiO4/2, где R24 является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до около шестидесяти атомов углерода; атома водорода; и их комбинации.
11. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где каждый органоводородполисилоксан (В) имеет вязкость от около 0,1 до около 2000 сП при 25°С.
12. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где каждый органоводородполисилоксан (В) имеет вязкость от около 0,5 до около 1000 сП при 25°С.
13. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где каждый органоводородполисилоксан (В) имеет вязкость от около 1 до около 500 сП при 25°С.
14. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (А), составляет от около 0,25 до около 0,75.
15. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в органоводородполисилоксане (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в органополисилоксане (А), составляет от около 0,30 до около 0,65.
16. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 35 до около 80 частей по массе на 100 частей органополисилоксана (А).
17. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 40 до около 65 частей по массе на 100 частей органополисилоксана (А).
18. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где наполнитель является выбранным из группы, состоящей из оксида кремния, пирогенного силикагеля, осажденного оксида кремния, оксида титана, окиси алюминия, глины, волластонита, кварца и их комбинации.
19. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где катализатор (D) представляет собой по меньшей мере один катализатор группы VIIIB.
20. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, где ингибитор (Е) имеет алифатическую ненасыщенность и является выбранной из группы, состоящей из диаллил малеата, D-4-винила, 2-метил-3-бутен-2-ола, 1-этинил-1-циклогексанола, 3,5-диметил-1-гексин-3-ола и их комбинации.
21. Отверждаемая композиция, образующая гистерезисный кремнийорганический гель, по п.1, включающая в себя специфическую рецептуру, где органополисилоксан (А) представляет собой комбинацию (A-i) винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 20000 до около 60000 сП при 25°С, присутствующего в количестве от около 60 до около 75% по массе, и (A-ii) винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 250 до около 750 сП при 25°С, присутствующего в количестве от около 5 до около 15% по массе, органоводородполисилоксана (В), представляющего собой по меньшей мере один органоводородполисилоксан, который имеет концевой, связанный через атом кремния атом водорода и/или добавочный, связанный через атом кремния атом водорода помимо концевого, связанного через атом кремния атома водорода на молекулу и имеющий вязкость от около 15 до около 60 сП при 25°С, присутствующий в количестве от около 0,2 до около 0,5% по массе, наполнитель (С) представляет собой пирогенный силикагель с площадью поверхности от около 200 до около 350 м2/г, где упомянутый пирогенный силикагель обработан силаном, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 15 до около 25% по массе, катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор, где катализатор (D) присутствует в количестве от около 10 до около 20 ч./млн, и ингибитор (Е) представляет собой 1-этинил-1-циклогексанол, где ингибитор (Е) присутствует в количестве от около 0,05 до около 0,1% по массе, и все проценты по массе основаны на общей массе композиции, образующей отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель.
22. Гистерезисный кремнийорганический гель, полученный путем отверждения отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель по п.1.
23. Гистерезисный гель по п.22, имеющий время восстановления предпочтительно более чем около 3 с.
24. Устройство для захвата рукой, имеющее внешнюю поверхность, по меньшей мере часть которой включает в себя гистерезисный кремнийорганический гель по п.23.
25. Устройство для захвата рукой по п.24, которое представляет собой пишущий прибор, бритву, зубную щетку, посуду, спортивный инвентарь, инструмент, устройство с приводом от двигателя или руль.
