Отверждаемые при комнатной температуре композиции силоксановых герметиков с пониженной газопроницаемостью
Изобретение относится к отверждаемым при комнатной температуре композициям герметика на основе силиконовой термопластической смолы с пониженной газопроницаемостью, пригодным для использования при производстве остекления, такого как окна и двери. Отверждаемая композиция герметика содержит (а) диорганополисилоксан, проявляющий проницаемость для газа; (b) по меньшей мере, один полимер, имеющий проницаемость для газа, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (а) и который выбран из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности (LDPE), полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), полиэтилена высокой плотности (НПРЕ) и их смесей; (с) сшивающий агент представляет собой алкилсиликат формулы: (R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Si, где R14, R15, R16 и R17 независимо выбраны из одновалентных C1-С60 углеводородных радикалов, и (d) катализатор для реакции сшивания. Композиция герметика может содержать наполнитель, промотор адгезии, неионное поверхностно-активное вещество. Технический результат - получение герметика с пониженной газопроницаемостью и желаемыми характеристиками мягкости, технологичности и эластичности. 27 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к отверждаемым при комнатной температуре композициям диорганополисилоксановых полимерных смесей, имеющим пониженную газопроницаемость, и к способам использования этих композиций. Композиции являются особенно хорошо приспособленными для использования в области окон, как герметики для изоляции стекол, и в таких применениях, как покрытия, адгезивы и прокладки.
Уровень техники
Отверждаемые при комнатной температуре композиции хорошо известны при их использовании в качестве герметиков. В производстве стеклопакетов (IGU - утеплительная стекольная конструкция), например, панели из стекла помещают параллельно друг другу и герметизируют их по периферии, так что пространство между панелями или внутреннее пространство становится полностью замкнутым. Внутреннее пространство, как правило, заполняют газом или смесью газов с низкой теплопроводностью.
Одним из недостатков композиций герметиков является их проницаемость для газов (например, для аргона) с низкой проводимостью при переносе энергии, используемых для улучшения рабочих характеристик сборок изолированных стекол. В результате этой проницаемости пониженный перенос энергии, поддерживаемый посредством газа между панелями из стекла, теряется со временем.
Остается необходимость в герметиках с хорошим защитным барьером, которые преодолевают недостатки, описанные выше, и являются в высшей степени пригодными для применений, которые являются простыми при нанесении и имеют превосходную адгезию.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение основывается на том, что диорганополисилоксановый полимер или их смесь демонстрирует проницаемость для газа и, по меньшей мере, один полимер имеет проницаемость для газа или смеси газов, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера. Изобретение предлагает герметик, который имеет улучшенные свойства барьера для газов вместе с желаемыми характеристиками мягкости, технологичности и эластичности. Конкретно, настоящее изобретение относится к отверждаемой композиции герметика, содержащей: (a) диорганополисилоксан, демонстрирующий проницаемость для газа; (b), по меньшей мере, один полимер, имеющий проницаемость для газа, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (a); (c) сшивающий агент и (d) катализатор для реакции сшивания.
Эти композиции преимущественно обеспечивают более продолжительное время службы стеклопакетов (IGU).
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой график, иллюстрирующий проницаемости Примеров 1-3 для газообразного аргона.
Фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий проницаемости Примеров 5-7 для газообразного аргона.
Фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий процент уменьшения проницаемости Примеров 5-7 для газообразного аргона.
Подробное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением композиции герметиков демонстрируют пониженную проницаемость для газа или смеси газов за счет смешивания диорганополисилоксана, демонстрирующего проницаемость для газа; (b) по меньшей мере, одного полимера, имеющего проницаемость для газа, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (a); (c) сшивающего агента и (d) катализатора для реакции сшивания.
Композиция герметика согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать необязательные компоненты, такие как наполнитель, промотор адгезии, неионное поверхностно-активное вещество и тому подобное, и их смеси.
Настоящее изобретение включает в себя диорганополисилоксановый полимер или их смесь и, по меньшей мере, один дополнительный полимер. Общее описание каждого из полимеров приводится:
диорганополисилоксан или смесь диорганополисилоксанов, демонстрирующая проницаемость для газа или смеси газов, является полимером, у которого атом кремния на каждом конце полимерной цепи имеет силанольное окончание; при этом вязкость силоксанов может составлять примерно от 1000 до 200000 сП/с при 25°C;
полимер, демонстрирующий проницаемость для газа или смеси газов, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (a);
алкилсиликатный сшивающий агент общей формулы:
(R 14 O)(R 15 O)(R 16 O)(R 17 O)Si;
(d) катализатор, пригодный для использования при облегчении сшивки в композиции силиконового герметика. Имеющий концевые силанольное группы диорганополисилоксановый полимер (a), как правило, имеет формулу:
M a D b D' c
при нижнем индексе = 2 и b, равном или большем чем 1, и при нижнем индексе c, равном нулю или положительном, где
M = (HO) 3-x-y R 1 xR 2 y SiO 1/2 ;
при нижнем индексе x=0, 1 или 2 и при нижнем индексе y, равном либо 0 или 1, при таком ограничении, что x+y равно или меньше чем 2, где R1 и R2 представляют собой независимо выбираемые одновалентные C1-C60 углеводородные радикалы; где
D = R 3 R 4 SiO 1/2 ;
где R3 и R4 представляют собой независимо выбираемые одновалентные C1-C60 углеводородные радикалы; где
D'= R 5 R 6 SiO 2/2 ;
где R5 и R6 представляют собой независимо выбираемые одновалентные C1-C60 углеводородные радикалы.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание введенного диорганополисилоксана, в котором атом кремния на каждом конце полимерной цепи имеет силанольное окончание, (a) составляет в пределах примерно от 50% мас. примерно до 99% мас. от композиции в целом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения содержание введенного диорганополисилоксанового полимера или смеси диорганополисилоксановых полимеров (a) составляет в пределах примерно от 60% мас. примерно до 95% мас. от композиции в целом. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание диорганополисилоксанового полимера или смеси диорганополисилоксановых полимеров (a) находится в пределах примерно от 65% мас. примерно до 95% мас. от композиции в целом.
Силиконовая композиция настоящего изобретения дополнительно содержит, по меньшей мере, один полимер (b), демонстрирующий проницаемость для газа или смеси газов, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (a).
Пригодные для использования полимеры включают в себя, но не ограничиваясь этим, полиэтилены, такие как полиэтилен низкой плотности (LDPE), полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE); полипропилен (PP), полиизобутилен (PIB), поливинилацетат (PVAc), поливиниловый спирт (PVoH), полистирол, поликарбонат, сложный полиэфир, такой как полиэтилентерефталат (PET), полибутилентерефталат (PBT), полиэтиленнафталат (PEN), гликоль-модифицированный полиэтилентерефталат (PETG); поливинилхлорид (PVC), поливинилиденхлорид, поливинилиденфторид, термопластичный полиуретан (TPU), акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), полиметилметакрилат (PMMA), поливинилфторид (PVF), полиамиды (нейлоны), полиметилпентен, полиамид (PI), полиэфиримид (PEI), полэфирэфиркетон (PEEK), полисульфон, полиэфирсульфон, этиленхлортрифторэтилен, политетрафторэтилен (PTFE), ацетат целлюлозы, ацетат бутират целлюлозы, пластифицированный поливинилхлорид, иономеры (Surtyn), полифениленсульфид (PPS), стирол - малеиновый ангидрид, модифицированный полифениленоксид (PPO) и тому подобное, и их смесь.
Полимеры могут также быть эластомерными по природе, примеры включают в себя, но не ограничиваясь этим, этилен-пропиленовый каучук (EPDM), полибутадиен, полихлоропрен, полиизопрен, полиуретан (TPU), стирол-бутадиен-стирол (SBS), стирол-этилен-бутадиен-стирол (SEEBS), полиметилфенилсилоксан (PMPS) и тому подобное.
Эти полимеры могут смешиваться либо по отдельности, либо в сочетаниях, либо в форме сополимеров, например смеси поликарбонат-ABS, смеси поликарбонат - сложный полиэфир, привитых полимеров, таких как полиэтилены с привитым силаном и полиуретаны с привитым силаном.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция герметика имеет полимер, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности (LDPE), полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), полиэтилена высокой плотности (HDPE) и их смесей. В другом варианте осуществления настоящего изобретения композиция герметика содержит полимер, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности (LDPE), полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) и их смесей. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения, полимерная композиция герметика представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE).
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция герметика содержит примерно от 50 примерно до 99% мас. диорганополисилоксанового полимера и примерно от 1 примерно до 50% мас. полимера (b). В другом варианте осуществления настоящего изобретения, композиция герметика содержит примерно от 60 примерно до 95% мас. диорганополисилоксанового полимера и примерно от 5 примерно до 40% мас. полимера (b). Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция герметика содержит примерно от 65 примерно до 95% мас. диорганополисилоксанового полимера и примерно от 5 примерно до 35% мас. полимера (b).
Способ смешивания диорганополисилоксанового полимера (a) с полимером (b) может осуществляться посредством способов, известных в данной области, например смешивания в расплаве, смешивания в растворе или подмешивания порошкообразного полимерного компонента (b) в диорганополисилоксановый полимер (a).
Пригодные для использования сшивающие агенты (c) для силоксановой композиции герметика могут включать в себя алкилсиликаты общей формулы:
(R 14 O)(R 15 O)(R 16 O)(R 17 O)Si
где R14, R15, R16 и R17 представляют собой независимо выбираемые одновалентные C1-C60 углеводородные радикалы.
Сшивающие агенты, пригодные для использования здесь, включают в себя, но не ограничиваясь этим, тетра-N-пропилсиликат (NPS), тетраэтилортосиликат и метилтриметоксисилан, и сходные алкил-замещенные алкоксисилановые композиции, и тому подобное.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание введенного алкилсиликата (сшивающего агента) находится в пределах примерно от 0,1% мас. примерно до 10% мас. В другом варианте осуществления настоящего изобретения содержание введенного алкилсиликата (сшивающего агента) находится в пределах примерно от 0,3% мас. примерно до 5% мас. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание алкилсиликата (сшивающего агента) находится в пределах примерно от 0,5% мас. примерно до 1,5% мас. от композиции в целом.
Пригодные для использования катализаторы (d) могут представлять собой любые катализаторы из катализаторов, известных для использования при сшивании композиции силиконового герметика. Катализатор может включать в себя металлические и неметаллические катализаторы. Примеры металлической части катализаторов с конденсацией металла, пригодных для использования в настоящем изобретении, включают в себя соединения олова, титана, циркония, свинца, железа, кобальта, сурьмы, марганца, висмута и цинка.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения соединения олова, пригодные для использования при сшивании композиции силиконового герметика, включают в себя соединения олова, такие как дибутилоловодилаурата, дибутилоловодиацетата, дибутилоловодиметоксида, октоата олова, трицероата изобутилолова, оксида дибутилолова, солюбилизированного оксида дибутилолова, бис-диизооктилфталата дибутилолова, бис-ацетилацетона бис-трипропоксисилилдиоктилоловодибутилолова, силилированного диоксида дибутилолова, трис-уберата карбометоксифенил олова, трицероата изобутилолова, дибутирата диметилолова, ди-неодеканоата диметилолова, тартрата триэтилолова, дибензоата дибутилолова, олеата олова, нафтената олова, бутилоловотри-2-этилгексилгексоата и бутирата олова и тому подобное. Еще в одном варианте осуществления соединения олова, пригодные для использования при сшивании в композиции силиконового герметика, представляют собой соединения хелатированного титана, например бис(этилацетоацетат) 1,3-пропандиоксититана; бис(этилацетоацетат) ди-изопропоксититана; и тетра-алкилтитанаты, например тетра-бутилтитанат и тетра-изопропилтитанат. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения диорганоолово бис β-дикетонаты используются для сшивания композиции силиконового герметика.
В одном из аспектов настоящего изобретения катализатор представляет собой металлический катализатор. В другом аспекте настоящего изобретения металлический катализатор выбирается из группы, состоящей из соединения олова, и еще в одном аспекте настоящего изобретения металлический катализатор представляет собой солюбилизированный оксид дибутилолова.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание катализатора составляет в пределах примерно от 0,001% мас. примерно до 1% мас. от композиции в целом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, содержание катализатора составляет в пределах примерно от 0,003% мас. примерно до 0,5% мас. от композиции в целом. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание катализатора составляет в пределах примерно от 0,005% мас. масового примерно до 0,2% мас. от композиции в целом.
Силиконовые композиции согласно настоящему изобретению дополнительно содержат алкоксисилан или смесь алкоксисиланов в качестве промотора адгезии. В одном из вариантов осуществления промотор адгезии может представлять собой сочетание смеси н-2-аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисилана и 1,3,5-трис(триметоксисилилпропил)изоцианурата. Другой промотор адгезии, пригодный для использования в настоящем изобретении, включает в себя, но не ограничиваясь этим, н-2-аминоэтил-3-аминопропилтриэтоксисилан, γ-аминопропилтриэтоксисилан, γ-аминопропилтриметоксисилан, аминопропилтриметоксисилан, бис-γ-триметоксисилипропил)амин, н-фенил-γ-аминопропилтриметоксисилан, триаминофункциональный триметоксисилан; γ-аминопропилметилдиэтоксисилан, γ-аминопропилметилдиэтоксисилан, метакрилоксипропилтриметоксисилан, метиламинопропилтриметоксисилан, γ-глицидоксипропилэтилдиметоксисилан, γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, γ-глицидоксиэтилтриметоксисилан, β-(3,4-эпоксициклогексил)пропилтриметоксисилан, β-(3,4-эпоксициклогексил) этилметилдиметоксисилан, изоцианатопропилтриэтоксисилан, изоцианатопропилметилдиметоксисилан, β-цианоэтилтриметоксисилан, γ-акрилоксипропилтриметоксисилан, γ-метакрилоксипропилметилдиметоксисилан, 4-амино-3,3,-диметилбутилтриметоксисилан и н-этил-3-триметоксисилил-2-метилпропанамин и тому подобное.
Содержание алкоксисилана (промотора адгезии) составляет в пределах примерно от 0,1% мас. примерно до 20% мас. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения промотор адгезии содержится в пределах примерно от 0,3 % мас. примерно до 10% мас. от композиции в целом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения промотор адгезии содержится в пределах примерно от 0,5% мас. примерно до 2% мас. от композиции в целом.
Силиконовые композиции по настоящему изобретению могут также содержать наполнитель. Пригодные для использования наполнители настоящего изобретения включают в себя, но не ограничиваясь этим, измельченные, осажденные и коллоидные карбонаты кальция, которые обработаны соединениями, такими как стеарат или стеариновая кислота, армирующие окиси кремния, такие как мелкодисперсные окиси кремния, осажденные оксиды кремния, силикагели и гидрофобизированные оксида кремния, и силикагели; молотый и измельченный кварц, оксид алюминия, гидроксид алюминия, гидроксид титана, диатомовую землю, оксид железа, углеродную сажу и графит или глины, такие как каолин, бентонит или монтмориллонит, тальк, слюду и тому подобное.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения наполнитель представляет собой наполнитель из карбоната кальция, наполнитель из оксида кремния или их смесь. Тип и количество добавленного наполнителя зависит от желаемых физических свойств отверждаемой силиконовой композиции. В другом варианте осуществления настоящего изобретения количество наполнителя составляет от 0% мас. примерно до 80% мас. от композиции в целом. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения количество наполнителя составляет примерно от 10% мас. примерно до 60% мас. от композиции в целом. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения количество наполнителя составляет примерно от 30% мас. примерно до 55% мас. от композиции в целом. Наполнитель может представлять собой один вид частиц или смесь двух или более видов частиц.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция герметика содержит неорганические вещества из общего класса так называемых "глин" или "наноглин". "Органоглины" представляют собой глины или другие слоистые материалы, которые обрабатывают органическими молекулами (также называемыми отшелушивающие агенты или модификаторы поверхности), способные подвергаться воздействию реакции ионного обмена с катионами, присутствующими на поверхностях между слоями.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения материалы глин, используемые здесь, включают в себя природные или синтетические филлосиликаты, в частности смектические глины, такие как монтмориллонит, монтмориллонит натрия, монтмориллонит кальция, монтмориллонит магния, нонтронит, беиделлит, волконскоит, лапонит, гекторит, сапонит, сауконит, магадит, кениаит, собоцкит, свиндордит, стевенсит, тальк, слюда, каолинит, а также вермикулит, галлуазит, оксиды алюминатов или гидротальцит и тому подобное, и их смеси. В другом варианте осуществления другие пригодные для использования слоистые материалы включают в себя слюдистые минералы, такие как иллит, и смешанные слоистые минералы иллит/смектит, такие как ректорит, таросовит, ледикит, и смеси иллитов с минеральными глинами, определенными выше. Любые набухающие слоистые материалы, которые в достаточной степени поглощают органические молекулы с увеличением расстояния между слоями, между соседними пластинками филлосиликатов, по меньшей мере, до 5 ангстрем, или, по меньшей мере, до 10 ангстрем, (когда филлосиликат измеряют в сухом состоянии) могут использоваться при осуществлении настоящего изобретения.
Указанные выше частицы могут быть природными или синтетическими, такими как глина на основе смектита. Это различие может влиять на размеры частиц, и для настоящего изобретения, частицы должны иметь латеральный размер в пределах между 0,01 мкм и 5 мкм, а предпочтительно между 0,05 мкм и 2 мкм, а более предпочтительно между 0,1 мкм и 1 мкм. Толщина или вертикальный размер частиц может изменяться в пределах между 0,5 нм и 10 нм, а предпочтительно между 1 нм и 5 нм.
Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения органические и неорганические соединения, пригодные для использования при обработке или модификации глины и слоистых материалов, включают в себя катионные поверхностно-активные вещества, такие как аммоний, аммоний хлорид, алкиламмоний (первичный, вторичный, третичный и четвертичный), фосфониевые или сульфониевые производные алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов или сульфидов. Такие органические молекулы относятся к "модифицирующим поверхность" или "отшелушивающим агентам", обсуждаемым здесь. Дополнительные органические или неорганические молекулы, пригодные для использования при обработке глины и слоистых материалов, включают в себя соединения аминов (или соответствующего иона аммония) со структурой R3R4R5N, где R3, R4 и R5 представляют собой C1-C30 алкилы или алкены, в одном из вариантов осуществления, C1-C20 алкилы или алкены, в другом варианте осуществления, которые могут быть одинаковыми или различными. В одном из вариантов осуществления органическая молекула представляет собой длинноцепной третичный амин, где R3 представляет собой C14-C20 алкил или алкен. В другом варианте осуществления R4 и/или R5 могут также представлять собой C1-C20 алкил или алкен. Еще в одном варианте осуществления настоящего изобретения модификация может представлять собой амин со структурой R6R7R8N, где R6, R7 и R8 представляют собой C1-C30 алкоксисиланы или сочетание C1-C30 алкилов или алкенов и алкоксисиланов.
Пригодные для использования глины, которые обрабатывают или модифицируют с образованием органоглин, включают в себя, но не ограничиваясь этим, монтмориллонит, монтмориллонит натрия, монтмориллонит кальция, монтмориллонит магния, нонтронит, беиделлит, волконскоит, лапонит, гекторит, сапонит, сауконит, магадит, кениаит, собоцкит, свиндордит, стевенсит, вермикулит, галлуазит, алюминат оксиды, гидротальцит, иллит, ректорит, таросовит, ледикит и их смеси. Органоглины по настоящему изобретению могут дополнительно содержать одно или несколько аммониевых производных, содержащих первичный алкиламмоний, вторичный алкиламмоний, третичный алкиламмоний, четвертичный алкиламмоний, фосфониевых производных алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов или сульфидов или сульфониевых производных алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов или сульфидов. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения органоглина представляет собой монтмориллонит, модифицированый алкиламмонием.
Количество глины, вводимое в композицию герметика согласно настоящему изобретению в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения, предпочтительно представляет собой количество, эффективное для обеспечения уменьшения проницаемости герметика для газа. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция герметика согласно настоящему изобретению содержит от 0% примерно до 50% мас. наноглины. В другом варианте осуществления композиции по настоящему изобретению имеют примерно от 1% примерно до 20% мас. наноглины.
Композиции согласно настоящему изобретению могут необязательно содержать соединение неионного поверхностно-активного вещества, которое выбирается из группы поверхностно-активных веществ, состоящей из полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, этоксилированного касторового масла, этоксилата олеиновой кислоты, алкилфенолэтоксилатов, сополимеров этиленоксида (EO) и пропиленоксида(PO) и сополимеров силиконов и полиэфиров (силикон-полиэфирных сополимеров), сополимеров силиконов и сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, и их смесей в количестве, находящемся в пределах от чуть выше 0% мас. примерно до 10% мас., более предпочтительно примерно от 0,1% мас. примерно до 5% мас., и наиболее предпочтительно примерно от 0,5% мас., примерно до 0,75% мас., от композиции в целом.
Композиции согласно настоящему изобретению могут быть получены с использованием других ингредиентов, которые обычно используют для вулканизируемых при комнатной температуре (RTV) силиконовых композиций, таких как красители, пигменты и пластификаторы, поскольку они не влияют отрицательно на желаемые свойства.
Кроме того, эти композиции могут быть получены с использованием полимеризации силоксановых полимеров в расплаве, в растворителе и in-situ, как известно из данной области.
Предпочтительно, способы смешивания диорганополисилоксановых полимеров с полимерами могут осуществляться посредством приведения в контакт компонентов в галтовочном барабане или других средствах для физического перемешивания, с последующим перемешиванием в расплаве, в экструдере. Альтернативно, компоненты могут смешиваться в расплаве непосредственно в экструдере, миксере Brabender или любых других средствах для перемешивания в расплаве.
Настоящее изобретение иллюстрируется с помощью следующих далее неограничивающих примеров:
Смесь полидиметилсилоксанов (PDMS) (Силанол 5000 и силанол 50000, Gelest) в расплаве смешивают с LLDPE (индекс текучести расплава (MFI) 20, от Sabic) с помощью смесителя Hake с внутренней мешалкой, 150°C, 200 об/мин, в течение общего времени смешивания 2 минут. Получают три (3) таких смеси с % мас. LLDPE 10, 20 и 30, (см. Пример 1, 2 и 3, соответственно, перечисленные ниже), с помощью следующей процедуры:
Смесь силанолов, 5000 сП/с и 50000 сП/с, в отношении 1:1.
Добавляют 70% смеси силанолов в смеситель Hake, при 150°C
Запускают эксперимент с использованием окна программы.
Добавляют LLDPE в смеситель в малых количествах. Время добавления 1-2 минут.
Добавляют оставшиеся 30% смеси силанолов в смеситель. Продолжают перемешивание в течение, в целом, 12 минут.
В конце 12-й минуты вращение прекращается автоматически, перемешанный материал собирают в чашку Петри.
Следующие Примеры получают из загрузок, полученных с использованием указанной выше процедуры:
Пример 1 = 52 грамм смеси силанолов (5000 и 50000 @ 50:50) + 6 грамм LLDPE
Пример 2 = 48 грамм смеси силанолов (5000 и 50000 @ 50:50) + 12 грамм LLDPE
Пример 3 = 42 грамм смеси силанолов (5000 и 50000 @ 50:50) + 18 грамм LLDPE
Примеры 1, 2 и 3 затем используют для получения отверждаемых листов следующим образом:
Смеси PDMS-LLDPE смешивают с н-пропилсиликатом (агентом для поперечной сшивки, полученным от Gelest Chemicals, USA) и солюбилизированным дибутилолово оксидом (DBTO) (катализатором, полученным от GE silicones, Waterford, USA), в количествах, как показано в Таблице 1, с использованием ручного смесителя в течение 5-7 минут. Пузырьки воздуха удаляют с помощью вакуума, и смесь выливают в тефлоновую форму и поддерживают в течение 24 часов при условиях окружающей среды (25°C и 50% влажности). Отверждаемые листы удаляют из формы через 24 часа и поддерживают при температуре окружающей среды в течение семи дней для завершения отверждения.
| Таблица 1 | |||
| Примеры | Количество (Грамм) | н-пропилсиликат, мл | DBTO мл |
| Сравнительный Пример 1, Смесь Силанолов | 50 | 1 | 0,06 |
| Пример 1, Силанол с 10 % мас. LLDPE | 50 | 0,9 | 0,05 |
| Пример 2, Силанол с 20 % мас. LLDPE | 50 | 0,72 | 0,04 |
| Пример 3, Силанол с 30 % мас. LLDPE | 50 | 0,5 | 0,03 |
Проницаемость для аргона Примеров 1-3 и Сравнительного Примера 1 измеряют с использованием установки для измерения газопроницаемости. Измерения основываются на способе с переменным объемом при давлении 100 фунт/кв. дюйм и температуре 25°C. Измерения повторяют при идентичных условиях 2-3 раза для обеспечения их вопроизводимости. Результаты по данным о проницаемости графически показаны на фиг. 1.
Способ с переменным объемом, как показано на фиг. 1, измеряет проницаемость для аргона (Ar) в единицах "барреров" (0,0-1200,0). Как показано на фиг. 1, Примеры 1-3 показывают пониженную проницаемость для Ar, по сравнению со Сравнительным примером 1.
Примеры 5, 6 и 7 получают следующим образом:
Смесь полидиметилсилоксанов (PDMS) (Силанола 3000 и силанола 30000, GE silicons) перемешивают в расплаве с LLDPE (индекс текучести расплава (MFI) 20, от Sabic) в экструдере при 150°C, вместе со смесью Hakenuka TDD CaCO3 и Omya FT CaCO3. Настройки температуры цилиндра приведены ниже в Таблице 2:
Сравнительный пример 4 получают следующим образом:
Смесь полидиметилсилоксанов (PDMS) (Силанола 3000 и силанола 30000, GE silicons) перемешивают в расплаве в экструдере при 150°C, вместе со смесью Hakenuka TDD CaCO3 и Omya FT CaCO3. Настройки температуры цилиндра приведены ниже в Таблице 2:
| Таблица 2 | |
| Темп. настройки: | |
| цилиндр 1-2 | 75°C |
| цилиндр 3-10 | 150°C |
| цилиндр 11-15 | Охлаждение до 45°C |
Скорость ввода устанавливают при 50 фунт/ч. Препараты Сравнительного примера 4 и Примеров 5, 6 и 7 показаны в Таблице 3 и получаются в экструдере при 150°C:
| Таблица 3 | |||||
| Силанол | Силанол | CaCO3 | Sabic | Тальк | |
| Примеры | 3000 сП/с | 30000 сП/с | (смесь 50:50, Hakenuka TDD и Omya FT | LLDPE | |
| Сравнительный Пример 4 | 25,0 | 25,0 | 50,0 | - | - |
| Пример 5 | 22,7 | 22,7 | 50,0 | 4,7 | - |
| Пример 6 | 20,0 | 20,0 | 50,0 | 10,0 | - |
| Пример 7 | 20,0 | 20,0 | 25.0 | 10,0 | 25 |
Эктрудированный материал собирают в 6-унциевые картриджи semco.
Сравнительный пример 4 и Примеры 5, 6, и 7 затем используют для получения отверждаемых листов следующим образом:
Смеси PDMS-LLDPE Примеров 5-7 и Сравнительного примера 4 смешивают с Частью B (смесь катализаторов состоит из солюбилизированного дибутилолово оксида, н-пропилсиликата, аминопропилтриэтоксисилана, углеродной сажи и силиконового масла) при отношении 12,5:1 в смесителе Semkit в течение 6 минут. Смесь затем выливают в тефлоновую форму и поддерживают в течение 24 часов при условиях окружающей среды (25°C и 50% влажности). Отверждаемые листы удаляют из формы через 24 часа и поддерживают при температуре окружающей среды в течение семи дней для завершения отверждения.
Данные по проницаемости Сравнительного примера 4 и Примеров 5, 6, и 7 с LLDPE и наполнителями показаны на фиг. 2 и 3.
Как показано на фиг. 2 и 3, Примеры 5-7 показывают пониженную проницаемость для Ar, по сравнению со Сравнительным примером 4.
Хотя подробно иллюстрируется и описывается предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, различные модификации, например, компонентов, материалов и параметров, станут понятны специалисту в данной области, и, как предполагается, прилагаемой формулой изобретения перекрываются все такие модификации и изменения, которые попадают в рамки настоящего изобретения.
1. Отверждаемая композиция герметика, содержащая:
(a) диорганополисилоксан, проявляющий проницаемость для газа;
(b) по меньшей мере, один полимер, имеющий проницаемость для газа, которая меньше, чем проницаемость диорганополисилоксанового полимера (а) и который выбран из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности (LDPE), полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE), полиэтилена высокой плотности (HDPE) и их смесей;
(c) сшивающий агент представляет собой алкилсиликат формулы:
(R14O)(R15O)(R16O)(R17O)Si
где R14, R15, R16 и R17 независимо выбраны из одновалентных C1-С60 углеводородных радикалов, и
(d) катализатор для реакции сшивания.
2. Композиция герметика по п.1, в которой диорганополисилоксановый полимер, компонент (а), представляет собой диорганополисилоксан с концевой силанольной группой формулы:
MaDbD'c
где а=2, b равно или больше чем 1, с равно нулю или положительному целому числу;
M=(HO)3-x-yR1 xR2 ySiO1/2;
где х=0, 1 или 2 и y равно либо 0, либо 1, при условии, что х+y равно или меньше чем 2,
R1 и R2 представляют собой одновалентные C1-С60 углеводородные радикалы;
D=R3R4SiO1/2;
где R3 и R4 представляют собой одновалентные C1-С60 углеводородные радикалы; и
D'=R5R6SiO2/2;
где R5 и R6 представляют собой независимо одновалентные С1-С60 углеводородные радикалы.
3. Композиция герметика по п.1, в которой полимер (b) выбран из группы, состоящей из полиэтилена низкой плотности (LDPE), полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE), линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) и их смесей.
4. Композиция герметика по п.3, в которой полимер (b) представляет собой линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE).
5. Композиция герметика по п.1 содержащая, по меньшей мере, один дополнительный компонент, выбранный из группы, состоящей из наполнителя, промотора адгезии, неионного поверхностно-активного вещества.
6. Композиция герметика по п.1, в которой катализатор представляет собой катализатор на основе олова.
7. Композиция герметика по п.6, в которой катализатор на основе олова выбран из группы, состоящей из дибутилоловодилаурата, дибутилоловодиацетата, дибутилоловодиметоксида, октоата олова, трицероата изобутилолова, оксида дибутилолова, солюбилизированного оксида дибутилолова, бис-диизооктилфталата дибутилолова, бис-ацетилацетона бис-трипропоксисилилдиоктилоловодибутилолова, силированного диоксида дибутилолова, трис-уберата карбометоксифенил олова, трицероата изобутилолова, дибутирата диметилолова, ди-неодеканоата диметилолова, тартрата триэтилолова, дибензоата дибутилолова, олеата олова, нафтената олова, бутилоловотри-2-этилгексилгексоата, бутирата олова, бис β-дикетонатов диорганоолова и их смесей.
8. Композиция герметика по п.7, в которой промотор адгезии выбран из группы, состоящей из н-2-аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисилана, 1,3,5-трис(триметоксисилилпропил)изоцианурата, γ-аминопропилтриэтоксисилана, γ-аминопропилтриметоксисилана, аминопропилтриметоксисилана, бис-(γ-триметоксисилипропил)амина, N-фенил-γ-аминопропилтриметоксисилана, триаминофункционального триметоксисилана, γ-аминопропилметилдиэтоксисилана, γ-аминопропилметилдиэтоксисилана, метакрилоксипропилтриметоксисилана, метиламинопропилтриметоксисилана, γ-глицидоксипропилэтилдиметоксисилана, γ-глицидоксипропилтриметоксисилана, γ-глицидоксиэтилтриметоксисилана, β-(3,4-эпоксициклогексил)пропилтриметоксисилана, β-(3,4-эпоксициклогексил)этилметилдиметоксисилана, изоцианатопропилтриэтоксисилана, изоцианатопропилметилдиметоксисилана, β-цианоэтилтриметоксисилана, γ-акрилоксипропилтриметоксисилана, γ-метакрилоксипропилметилдиметоксисилана, 4-амино-3,3,-диметилбутилтриметоксисилана, н-этил-3-триметоксисилил-2-метилпропанамина и их смесей.
9. Композиция герметика по п.1, в которой диорганополисилоксановый полимер, компонент (а), содержится в количестве примерно от 50 мас.% примерно до 99 мас.% от композиции в целом.
10. Композиция герметика по п.1, в которой диорганополисилоксановый полимер, компонент (а), содержится в количестве примерно от 60 мас.% примерно до 95 мас.% от композиции в целом.
11. Композиция герметика по п.1, в которой полимер, компонент (b), содержится в количестве примерно от 1 мас.% примерно до 50 мас.% от композиции в целом.
12. Композиция герметика по п.1, в которой полимер, компонент (b), содержится в количестве примерно от 5 мас.% примерно до 40 мас.% от композиции в целом.
13. Композиция герметика по п.5, в которой, по меньшей мере, один наполнитель выбран из группы, состоящей из глины, наноглины, органоглины, измельченного карбоната кальция, осажденного карбоната кальция, коллоидного карбоната кальция, карбоната кальция, обработанного с помощью соединения стеарата или стеариновой кислоты; мелкодисперсного оксида кремния, осажденного оксида кремния, силикагеля, гидрофобизированного оксида кремния, гидрофильного силикагеля, молотого кварца, измельченного кварца, оксида алюминия, гидроксида алюминия, гидроксида титана, глины, каолина, бентонита, монтмориллонита, диатомовой земли, оксида железа, углеродной сажи, графита, талька, слюды и их смесей.
14. Композиция герметика по п.5, в которой неионное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, состоящей из полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, этоксилированного касторового масла, этоксилата олеиновой кислоты, этоксилатов алкилфенолов, сополимеров этиленоксида и пропиленоксида и сополимеров силиконов и полиэфиров, сополимеров силиконов и сополимеров этиленоксида и пропиленоксида и их смесей, в количестве, находящемся в пределах примерно от 0,1 мас.% примерно до 10 мас.%.
15. Композиция герметика по п.14, в которой неионное поверхностно-активное вещество выбирано из группы, состоящей из сополимеров этиленоксида и пропиленоксида, сополимеров силиконов и полиэфиров, сополимеров силиконов и сополимеров этиленоксида и пропиленоксида и их смесей.
16. Композиция герметика по п.1, в которой количество сшивающего агента, компонента (с), находится в пределах примерно от 0,1 мас.% примерно до 10 мас.% от композиции в целом.
17. Композиция герметика по п.1, в которой количество катализатора, компонента (d), находится в пределах примерно от 0,005 мас.% примерно до 1 мас.% от композиции в целом.
18. Композиция герметика по п.5, в которой количество наполнителя находится в пределах от 0% примерно до 80 мас.% от композиции в целом.
19. Композиция герметика по п.5, в которой количество промотора адгезии находится в пределах примерно от 0,5 мас.% примерно до 20 мас.% от композиции в целом.
20. Композиция герметика по п.13, в которой глина выбирана из группы, состоящей из монтмориллонита, монтмориллонита натрия, монтмориллонита кальция, монтмориллонита магния, нонтронита, беиделлита, волконскоита, лапонита, гекторита, сапонита, сауконита, магадита, кениаита, собоцкита, свиндордита, стевенсита, вермикулита, галлуазита, оксидов алюминатов, гидротальцита, иллита, ректорита, таросовита, ледикита и каолинита и их смесей.
21. Композиция герметика по п.20, в которой глина модифицируется соединениями амина или ионами аммония, имеющими структуру R3R4R5N, где R3, R4 и R5 представляют собой C1-С30 алкилы или алкены, и их смесями.
22. Композиция герметика по п.21, в которой R3, R4 и R5 представляют собой C1-С20 алкилы или алкены и их смеси.
23. Композиция герметика по п.22, в которой глина модифицируется третичным амином, где R3 представляет собой С14-С20 алкил или алкен и их смеси.
24. Композиция герметика по п.23, в которой R4 и R5 представляет собой C14-C20 алкил или алкен и их смеси.
25. Композиция герметика по п.20, в которой глина модифицируется амином или ионом аммония, имеющим структуру R6R7R8N, где, по меньшей мере, один из R6, R7 и R8 представляет собой С1-С30 алкоксисилан, а оставшиеся представляют собой C1-С30 алкилы или алкены.
26. Композиция герметика по п.25, в которой, по меньшей мере, один из R6, R7 и R8 представляет собой С1-С20 алкоксисилан, а оставшиеся представляют собой C1-C20 алкилы или алкены.
27. Композиция герметика по п.20, в которой глина модифицируется аммонием, первичным алкиламмонием, вторичным алкиламмонием, третичным алкиламмонием, четвертичным алкиламмонием, фосфониевыми производными алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов или сульфидов, или сульфониевыми производными алифатических, ароматических или арилалифатических аминов, фосфинов или сульфидов и их смесями.
28. Композиция герметика по п.20, в которой глина содержится в количестве примерно от 0,1% примерно до 50 мас.% от указанной композиции.
