SE436426B - Silikonelastomerkomposition som er strengsprutbar och som herdar till en hog styrka uppvisande silikonelastomer - Google Patents

Description

'F9039S1 -7 2 y komooeitioner, som kunna strängsnrutas och gjutas vid lågt tryck och här- das till elastomerer med hög styrka och hög hårdhet under relativt korta tidsnerioder för att vara oraktiska kommersiellt- En organisk neroxid, värmehärdad, organosiloxankomoosition, som har förbättrad värmestyrka visas av Polmanteer i det amerikanska Patentet nr- 3 122 516. Värmestyrka, enligt Polmanteer, är en synergistisk effekt som erhålles när förstärkande kiseldioxid innehåller ett specifikt område av vinylsubstituerade silylenheter fästa genom siloxanlänkningar till en snecifik nortion av kiselatomerna i ytan av kiselåioxidsubstratet och dessa vinylsubstituerade silylenheter finnas inom de soecificerade nortionerna. Det modifierade kiseldioxidfyllnadsmedlet definierat av Polmanteer är beskrivet såsom innehållande (W) 50 till 100 mol% S102- enheter och (X) 0 till 50 mol% RSi0l¶5-enheter, som-äro Partiklar, som ha (Y) enheter med formeln RnSiO4_n och Z enheter med formeln nXLcn2=cH)s1o3_x '?" där det finnes 4 till 29,9 (Y)-enheter ooh 0,1 till 2 (z)-enheter nor loo (w)- ooh (Y)-enheter ooh totalt 6 till 30 (r)- ooh (z)-onnovor oor 1oo (W)- och (X)-enheter- Gummimaterialen beskrivna av Polmanteer tillåta vinylradikaler i organopolysiloxanen och föreslår att de bästa resultaten erhållas genom att använda bolymerer, som ha f.o.m. 99 till 99,95 mol% dimetylsiloxan och f.o.m. 0,05 t-o-m- 1 moI% metylsiloxanenheter- Pol- manteer lär, att från 20 till 100 delar fyllhadsmedel Per 100 delar nolysiloxangummi måste användas för att åstadkomma den förbättrade värmestyrkan, där viskositeten av volymeren och den önskade mängden av fyllnadsmedel äro i ett inverterat förhållande till varandra. Emellertid föreslår Polmanteer icke en_komPosition enligt föreliggande unofinning, vilken komnoeition är en lätt strängsnrutbar komnosition, som härdar till en hög styrka och hög hårdhet upDvisande elastomer, varvid kombosi- tionen kräver en unik kombination av en svecifik vinyl-siloxannolymer, en svecifik vinylsiloxanbehandlad kiseldioxid, en organovätesiloxantvär- länkare och en nlatinakatalysator- I det amerikanska vatentet nr- 3 671 480, beskriva Wade och andra en värmehärdbar elastomerisk silikonkomnosition innefattande en blandning av två nolydiorganosiloxaner, av vilka var och en innehåller vinyl- omättning,ett kiseldioxidfyllnadsmedel, en Dolyorganovätesiloxan och en Ulatinaförening. Kbmoositionerna beskrivna av Weda och andra nåstås hårda till hög rivstyrka unnvisande, flamhärdiga, värmebeständiga elastomerer med överlägsen komnressionsstelning- Dessa komvositioner äro icke lätt strängsnrutbara utan kräva nressning till form under väsentligt tryck och sedan härdning. _ I I ._'___ ___.-- _...- _ , 1903951-1 Polmanteer och andra beskriva i det amerikanska Patentet nr. 3 697 473 en komnosition, som är flytande och består väsentligen av en oolydiorganosiloxan, som har två vinylradikaler Der molekyl och avslutad med triorganosiloxigrubber, en blandning av kiselföreningar innehållande kisel-bundna väteatomer, en förening innehållande två kiselbundna väte- atomer Der molekyl och en annan förening innehållande 3 till 10 kisel- bundna väteatomer ber molekyl och härdad med en Dlatinakatalysator, och valfritt en förstärkande kiseldioxid- Ehuru dessa komnositioner beskrivna av Polmanteer och andra äro flytande, ha de härdade elastomererna låg modul (hållfasthet) och låg hårdhet med hög tänjhållfasthet och förläng- ningar- Sådan kompositioner kunna vara användbara för många tillämv- ningar, men erhålla icke de höga hårdheterna tillsammans med de höga rivhàllfastheterna och draghållfastheterna, som krävas för andra tillämn- ningar.

I det amerikanska vatentet nr- 3 884 866, beskriva Jeram och andra en organonolysiloxan, som anges såsom lämnad för lågtrycksformsvrutnina och som anges ha hög tänjbarhet, god förlängning och hög rivstyrka- Dessa komoositioner beskrivna av Jeram och andra innefatta 20 till 90 delar av en vinyl-innehållande högviskositetsorganonolysiloxan, som har en visko- sitet av 5 000 till 1 000 000 centivois, 5 till 40 delar av en låg- viskositesvinyl-innehållande organovolysiloxan, som har en viskositet av 50 till 5 000 centioois, 5 till 70 delar av fyllnadsmedel och 0,1 till 50 delar ner miljon av en vlatinakatalysator- Denna komoosition härdas genom att blanda 100 delar av den med l till 100 delar av en vätesilikon- komnosition. Dessa komnositioner enligt Jeram och andra förefalla lida av samma vroblem, som förekomma med andra komvositioner enligt den äldre tekniken- Jeram och andra lära, att med användning av små mängder av ett behandlat kiseldioxidfyllnadsmedel, låg hårdhet unbvisande elastomerer erhållas och att en ökning av mängden av kiseldioxidfyllnadsmedel ökar hårdheten så väl som komnositionens viskositet- Såsom kan ses av dessa läror enligt den äldre tekniken, resulterar justeringen av en komnosition för att erhålla en önskad egenskan i för- lusten av en annan egenskafi- Resultatet är att den önskade egenskanen åstadkommas med en komhromiss av de andra egenskanerna och ibland äro alla egenskaverna komnromisser.

De elastomeriska silikonelastomererna enligt uvofinningen bibehålla sin lätt strängsvrutbara egenskab genom en synergistisk naktion mellan ett visst triorganosiloxi ändblockerat nolydimetylsiloxanfluidum, som innehåller vinyl i triorsanosiloxienheterna och en viss förstärkande amorf kiseldioxid, som har vinyl-innehållande organosiloxangrupner bundna till sin yta härda till elastomerer med höga draghållfasthetsstyrkor, hög hårdhet och höpa rivstyrkor. Det var oväntat, att molekylviktsfördel- ningen hos fluidet kombinerad med vissa kiseldioxid-innehållande vinyl- vsossst-? 4 : radikaler nå sin yta kunde ge elastcmerer med höga draghållfasthetsstyr- E kor, höga rivstyrkor och hög hårdhet utan att öka viskositeten hos kombo- sitionen till en Dunkt, där det bleve onraktiskt att använda dessa kom- 1 nositioner för lågtrycksformsvrutningsförfaranden- Komvositioner enligt uvbfinningen erhållas genom att blanda tricrganosiloxiändblcckerat voly- dimetylsiloxanfluidum, den förstärkande amorfa kiseldioxiden, en organe- vätesilcxan, och en Dlatinakatalysator, valfritt en vlatinakatalysator- innibitor.

Uvnfinningen avser en elastomerisk kiselkomflosition, bestående vä- sentligen av en nrodukt, erhållen genom att blanda (A) 100 viktsdelar av etttriorganosilcxi-ändblockerad Uolydimetylsiloxanfluidum, vari tri- orsanosiloxienheter äro valda från grannen bestående av dimetylvinyl- siloxi och metyofenylvinylsiloxienheter, varvid nämnda fluidum är en blandning av volymeriska arter av varierande molekylvikt, där varje art § är närvarande i¶en mängd tillräcklig att kollektivt ge en_molekylvikte- fördelning så att det finnes minst en volymerisk art (l) vid en koncen- tration större än koncentrationerna av närliggande Dolymeriska arter med lägre och högre molekylvikter, där volymerisk art (1) är identifi- erad scm en tonnmolekylvikt med gelgenomträngningskromatografianalys och det är en tovvmolekylvikt av nolymerisk art i området från 68 000 till 135 000 vid en huvudkbncentration, i nämnda fluidum är molekylvikten av den lägsta molekylviktvolymerarten i området från 854 till 3 146 och molekylvikten av den högsta molekylviktarten är i området 174 000 till 370 000, blandningen av Uolymerarterna ha en molekylviktsfördelning så att disbersitetsindexet har ett värde större än 3,8, (B) från 20 till 60 viktsdelar av en förstärkande amorf kiseldioxid har en ytarea större än 100 mg/g, ytan av kiseldioxiden har kiselatomer, till vilka äro bundna organosiloxangruvver valda från grannen bestående av 3s10-, (b) m2=cH(cH3)2sio¿(cs3)2sig7x-, (e) cH2=cH(cH3)(c6H5)aio/_löe3)2sig7x-, och çHflBH i3~ (d) -0Si c(0Si) -0- a a” 3 3 vari å är ett helt tal i området 0 till 20 och I är ett heltal från 1 till 5, organosiloxangruvberna äro närvarande i en mängd, så att det finnes från 0,05 till 0¿32 vikts% vinyl baserat nå vikten av kiseldioxiden och organosilóxangrunnerna äro närvarande i ett molförhàllande så att det finnes från 7 till 50 moler av (a) för varje mol av (b), (c), (d) eller blandning därav, (C) en mängd av en flytande organovätesiloxan tillräcklig att ge f.o.m. 1 t-o-m- 3 kiseltundna väteatomer Der vinyl- 'radikal i (A1 och (B) kombinerade, nämnda organovätesiloxan har i medel- 5 1903951-7 tal minst tre kisèlbundna väteatomer Der molekyl och bestå väsentligen av enheter valda från en gruva hestàende av metylvätesiloxan, dimetyl- siloxan, dimetylvätesiloxan, trimetylsiloxan och S102-enheter, och (D) en mängd av en olatinakatalysator tillräcklig för att ge minst en viktsdel vlatina Der miljon viktsdelar av (A), nämnda olatinakntaly- sator är löslia i (A), silikonelastomerkomnositionen har en viskositet så att minst 45 E/min av komnositionen kan strängsorutas genom ett 3,175 mm munstycke under ett tryck av 620 kilooascal- Det triorganosiloxi-ändblockerade oolydimetylsiloxanfluidet (A) är en tyo av oolydióorganosiloxan, som är välkänd i tekniken- För uno- finningens ändamål, kunna triorganosiloxienheterna vara dimetylvinylsiloxi eller metylfenylvinylsiloxiß Ehuru fludiet, som beskrivits, är volydi- metylsiloxan, skulle det förväntas att små mängder av andra diorgano- siloxanenheter eller monorganosiloxanenheter kunna finnas utan att väsentligen ändra fluidets karaktär- För lämolighets skull, kommer den triorganosiloxi-ändblockerade nolydimetylsiloxanen att kallas "fluidum (A)"- oFluidum (A) är en blandning av oolymeriska arter med varierande molekylvikt- Varje volymerisk art med en viss molekyivikt finnes i en viss koncentration och bidrager till den slutliga karaktären av fluidum (A). Kollektivt ger det totala antalet arter en molekylviktsfördelning, som är fluidum (A). Fördelningen av oolymerarter är enligt koncentra- tionen av varje nolymerisk art med en viss molekylvikt- I fluidum (A) finnes minst en Dolymerisk art (1) med en koncentration större än koncen- trationen av närliggande arter med lägre och högre molekylvikt. Polyme- risk art (l) kan identifieras som en topnmolekylvikt, PM, bestämd av gelgenomträngningkromatografianalys- Fluidum (A) har en PM i omrâdet 68 000 till 135 000, som är en huvudkoncentration- Emellertid äro icke alla triorganosiloxi ändblockerade Polydimetylsiloxaner lämnliga för flüidum (A) enligt uonfinningen- Fluidum (A) kräver även ett disversitets- index, DI, av mer än 3,8. DI är en indikator, som har att göra med koncentrationerna av alla arter och är viktmedelmolekylvikt dividerad med talmedelmolekylvikt- I fluidum (A) är den Dolymerart, som har den lägsta molekylvikten i området 854 till 3 146 och den volymerart, som har den högsta molekylvikten, är i området 174 000 till 370 000. Fluidum (A) kan ha mer än en PM, så länge som DI och de andra parametrarna förbli inom de ovan definierade gränserna- En föredragen utföringsform är en komnosition, som är framställd från fluidum (A) ,vari det finnes två PM, en större PM i området 68 000 till 135 000: och en mindre PM i området 4 000 till 24 100- Den större PM avser den PM, som har den största kon- centrationen och den mindre PM avser en mindre koncentration. Föredraget fluidum (A) är ett, som har ett PM i området 80 000 till 120 000 vid en 1aoz9s1-7 0 6 huvudkoncentration och en DI i området 6 till 12. Ett annat föredraget fluidum (A) är ett som har två PM, ett större PM i området 80 000 till 120 000, ett mindre PM i området 7 000 till 15 000 och en DI i om- rådet 6 12111 12. í Vanligen kunna välkända metoder för Polymerisation för framställ- ningen av nolydimetylsiloxaner icke automatiskt ge fluidum (A). Fluidum (A) kan erhållas genom att blanda olika flytande nolydimetylsiloxaner för att erhålla den rätta DI, PM och molekylviktsgränserna- Exempelvis, kunna två fluider med olika PM men vardera med en DI mindre än 3,8 blandas för att ge en BM inom de definerade gränserna för fluidum (A) och en DI större än 3,8- ' En annan metod för att framställa fluidum (A) är beskriven av Lee i det amerikanska patentet nr- 3 445 426, som visar en metod för att framställa lämvlig volydimetyliloxan. I korthet broducerar metoden en monodisnergerad hydroxylfändblockerad Dolydimetylsiloxan, som kan reage- ras med hexaorganodisilazan, triorganoklorsilan, eller triorgano(N- metylaoetamido)silan- Sådana monodisnergerade oolydimetylsiloxaner kunna blandas för att ge fluidum (A)- Ävenledes visas av Lee en metod för att göra ett fluidum, som har två PM. I denna metod,startas Polymerisation och tillåtas att fortgå under en förutbestämd tid, sedan tillsättes fler ingredienser och nolymerisationen tillåtes att fortsätta, varigenom ett fluidum (A) kan Droduceras, som har en huvud-PM och en mindre PM? Den förstärkande amorfa kiseldioxiden (B) är baserad På de välkända kiseldioxiderna, som äro kommersiellt tillgängliga och mom ha en ytarea av minst 100 m2/g, lämbligen 120 till 600 m2/g. Den förstärkande kisel- dioxiden, som är amorf, har ytarea med kiselatomerna, till vilka organo- siloxangrunnerna äro bundna. Organosiloxangmnnerna, bundna till kisel- ytan enligt ubbfinningen, kan vara (a) (CH3)3Si0- (b) cH2=cH(cH3)2s1o¿(cH3)2sig7x-, (e) cH2=cH(cH3)(c6H5)sio¿('oH3)2s1g;-, och ?H=°H2 1 3 (a) -osi (meny-o- °H3 ß vari ä är ett helt tal i området 0 till 20 och 1 är ett heltal av l till 5. Organosiloxangruvoerna äro närvarande Då kiseldioxiden i en mängd tillräcklig för att ge från 0,05 till 0,32 vikts% vinylradikal baserat nå vikten av kiseldioxiden, och finnas i ett molförhållande så att det finnes från 7 till 50 moler organosiloxangrubn (a) för varje molekyl organosïloxangrunv (b), (c), (d) eller blandningar därav- Organosiloxan- gruvnerna nå kiseldioxiden äro lämbligen en kombination av (a) och (b), där-5 är 0 till 5 eller en kombination av (a) och (b). Föredragen är en kiseldioxid, som har bunden till ytan trimetylsiloxigrubner och dimetyl- 7 - 7903951 - 7 vinylsiloxigrupper i ett molförhållande av 20 till l respektive. Även föredragen är en kiseldioxidgrupp, som har bundet till sin yta trimetyl- siloxigrupper och (d) i ett molförhållande av l0 till l respektive. Den förstärkande amorfa kiseldioxiden som har organo-siloxangrupper bundna till sin yta finnas i en mängd av 20 till 60 viktsdelar baserat på 100 viktsdelar av fluidum (A), lämpligen 35 till H5 viktsdelar. Den förstär- kande amorfa kiseldioxiden inkluderar rökfärgad kiseldioxid och fälld kiseldioxid.

Kiseldioxiderna enligt (B) kunna framställas genom att behandla kiseldioxiden med organosiloxanföreningar och sedan blanda den behandlade kiseldioxiden med de andra ingredienserna eller kiseldioxiderna enligt (B) kunna framställas i närvaron av fluidum (A), en insitumetod. Sådana metoder för att behandla kiseldioxid äro brett kända i tekniken, och äro tillämpbara i denna uppfinning för att framställa de behandlade ki- seldioxiderna om rätta organosiloxangrupper användas såsom definierats häri. Behandlingsföreningarna kunna inkludera hexametyldisilazan för (a) organisiloxangrupper, symmetrisk -tetrametyldivinylsisilazan och (cH2=cH för (b) organosiloxangrupper, symmetriska-dimetyldifenyldivinyldisilazan för (c) organosiloxangrupper och hydroxyl ändblockerad polydiorgano- siloxan, som har en metylvinylsiloxanenhet och l till 5 dimetylsiloxan- enheter för (d) organosiloxangrupper. Andra behandlingsföreningar och metoder för att behandla kiseldioxid är kända, varvid beskrivas amido- siloxaner, de behandlade kiseldioxiderna och metoderna för att fram- ställa de behandlade kiseldioxiderna. En annan metod för att behandla kiseldioxider med användning av bis-(polyorganosiloxanyl)aminer är också känd, varvid beskrives aminer, de behandlade kiseldioxiderna och metoderna för att göra den behandlade kiseldioxiden. Exempel på be- handlingskiseldioxiden kunna hittas i exemplen.

De flytande organovätesiloxanerna enligt (C) äro välkända i tek- niken som beskrivits av Polmanteer och andra i det amerikanska paten- tet nr 5 697 473 och Lee och andra i det amerikanska patentet nr 3 989 668. Organovätesiloxanerna, som ha i medeltal minst 5 kisel- bundna väteatomer per molekyl och i medeltal icke mer än en kiselbunden väteatom per kiselatom. De återstående valenserna på kiselatomerna äro satisfierade 7903951-7 ' e ' av tvåvärda syreatomer. Organovätesiloxanerna kunna vara homonolymerer, sambolymerer, och blandningar därav, som innehålla dimetylsiloxanenheter, metylvätesiloxanenheter, dimetylvätesiloxienheter, trimetylsiloxienheter och SiO2-enheter- Några svecífika exemvel nå organovätesiloxaner inklu- dera nolymetylvätesiloxancykliska föreningar, samnolymerer av trimetyl~ siloxi och metylvätesiloxanenheter, samnolymererav dimetylvätesiloxi och metylvätesiloxanenheter, samnolymerer av trimetylsiloxi, Qimetylsiloxan, och metylvätesiloxanenheter och samnolymerer av dimetylvätesiloxi, di- metylsiloxan, och metylvätesiloxanenheter. Lämnligen ha organovätesi- loxanerna i medeltal minst 4 kiselbundna väteatomer ner molekyl. Mang- den organovätesiloxan (C) närvarande i mängd är tillräcklig för att ge ett förhållande av l till 5 kiselbundna väteatomer Der vinylrsdikal i (A) och (B) kombinerade- Silikonelastomerkomnositionerna kunna framställas genom att blanda ingredienserna (A), (B), (C) och (D), en Dlatinakatalysator. Platinaka- talysatorn (D) kan vara någon av de Platinainnehållande katalysatorerna, som äro välkända att katalysera reaktionen av kiselbundna väteatomer med kiselbundna vinylgrupver och som äro lösliga i fluidum (A). Platinainne- hållande katalysatorer som icke äro lösliga i nämnda fluidum äro icke tillräckligt verksamma att tillfredsställande härda kompositioner-na.

En klass av nlatinainnehållande katalysatorer äro särskilt lämnliga för (användning i dessa knmnoeitioner och äro komnlex framställda från klcr~ nlatinasyra såsom beskrivits av Willing i det amerikanska Datentet nr. 3 419 593- En föredragen katalysator av denna tyn är vlatinainnehållande akomnlex, som är reaktionsnrodukten av klormlatinasyra och svm-divinyl- tetrametyldisiloxan- Platinakatalysatorn (D) kan finnas i en mängd tillräcklig för att ge minst en viktsdel platina för varje miljön viktsdelar av fluidüm (A).

Det är föredraget att använda tillräckligt med katalysator (D) så att det finnes från 5 till 50 viktsdelar nlatina för varje miljon viktsdelar av fluidum (A). Det är klart att mängderna Dlatina större än 50 delar ner miljon även äro verksamma men äro onödiga och slösaktiga, särskilt när den föredragna katalysatorn användes.

En blandning av (A), (G), och (D) kan börja att härdas direkt vid blandning i rumstemneratur och det kan därför vara önskvärt att inhibera verkan av katalysator (D) vidrrumstemneratur med en nlatinakatalysator- inhibitor, om komvositionen skall lagras före gjutning. Platinakatalysa- torinhibitorer användas för att hämma den katalytiska aktiviteten av Pla- tina vid rumstemveratur, men tillåta Dlatinan att katalysera reaktionen mellan (A) och (G) vid höjd temveratur.

' En lämvlig tyn av Dlatinakatalysatorinhibitor är de acetyleniska inhibitorerna beskrivna i det amerikanska Datenten nr- 3 445 420 till _ 9 7903951 - '7 Kookootsedes och andra- En föredragen klass av acetyleniska inhi- bitorer äro de acetyleniska alkoholerna, särskilt 3,5-dimetyl-hexyn- 3-ol.

En andra tyo av nlatinakatalysatorinhibitorer är de olefiniska siloxanerna, som äro beskrivna i det amerikanska oatentet nr- 3 989 667 till Lee och Marko.

En tredje tyo av olatinakatalysatorinhibitor är en nolymetylvinyl- cyklosiloxan, som har tre till sex metylvinylsiloxanenheter Der mole- kyl. y _ Mängden av olatinakatalysatorinhibitor, som krävas, är helt enkelt den mängd, som behövs för att nroducera den önskade.lagringslivalängden men ändå förlänga härdningstiden för silikonelastomerkomoositionerna till en ovraktisk nivå- Mängden kommer att variera brett och kommer att bero av den soeciella inhibitor som användes,naturen och koncentratio- fnen av olatinainnehållande katalysator (D) och naturen av organoväte- siloxanne (C).

Inhibitor tillsatt i mängder så små som en mol inhibitor för varje mol nlatina kommer i några fall att åstadkomma en inhibering av kataly- satorn (D) och ss en tillfredsställande livslängd. I andra fall, kan avsevärt mer inhibitor, såsom 10, 50, 100, 500 och fler moler inhibitor för varje mol nlatina behövas för att åstadkomma den önskade kombinatio- nen av livslängd och härdningstid. Den exakta mängden av varje särskild inhibitor som skall användas kan bestämmas genom enkel exoerimentering- Verkan av en nlatinakatalysatorinhibitor kan överkommas genom uoohettning av de inhiberade komnositionerna till en tenmaætur av 70°C eller högre.

Silikonelastomerkomnositionerna kunna även innehålla andra ingre- dienser såsom nigmenter, utdrygande fyllnadsmedel och termiska stabili- tetstillsatser- Dessa äro ingredienser, som äro vanliga i silikonelasto- mertekniken- Komoositionerna enligt uonfinningen kunna användas i ett flytande formsnrutningsförfarande vari komvositionen insvrutas i lättviktsformar under låga tryck, såsom 600 kPa cylindertryck. Sådana kompositioner kunna härdas mycket snabbt i en het form och borttagas utan att kyla formen.

Gjutningstyv, strängsnrutning eller härdningsförfarande, som användes, är icke kritisk och kan inkludera de som äro kända i tekniken. En fördel med komoositionen enligt uoofinningen är strängsvrutningsbarheten, som gör det möjligt att använda gjutnrocesser, såsom flytande formsorutning vid låga tryck- De framställda kcmoositionerna ha en viskositet så att minst 45 g/min kan strängsvrutal genom ett munstycke 3,175 mm under ett tryck av 620 kPa. Lämpligen där viskositeten sådan, att minst 50 g/min kan strängsvrutas.

Silikonelastomerkomnositionerna kunna lätt framställas i konventio- vaozasfl-v 10 nell blandningsutrustning vä grund av dess flytande natur- Bland- ningsordningen är icke kritisk, om komnositionen skall användas genast.

Emellertid är det lämvligt att kombinera (A), (B) och (D) och sedan till- sätta (C). Detta tillåter att den lilla mängden av (D) blir väl disner- gerad i (A) och (B) före början av varje härdningsreaktion- Lämoligen kunna två naketkomnositioner göras med användning av ett sådant förfa- rande. Exemnelvis kan en lämplig tvånaketskomnosition framställas genom att blanda en del av (A), en del av (B) och all (D) i ett naket och återstoden av (A) och (B) och all (C) i ett andra naketså att lika mängder i vikt av naket ett och caket två kunna blandas för att Droducera komna- sitionerna enligt unvfinningen. Enkla naketkomnositioner kunna framställas genomzmt blanda (A), (B), (G) (D) och en Dlatinakatalysatorinhibitor.

Dessa inhiberade kompositioner kunna lagras för längre tidsnerioder utan härdning, men komnositionerna komma fortfarande att härdas i unn- hettning över 70°G, lämflligen i uvphettning över lO0°C för att förkorta härdningstiden- - Det tillrådes att en blandning av (A), (C) och (D) skall genast börja härdas vid rumstemberatur. Denna åsikt skulle tagas med vid fram- ställning och användning av sådana komnositioner enligt ubvfinningen- Ehuru silikonelastomerkomoositionerna enligt ubnfinningen komma att härdas vid rumstemneratur, är det bäst att använda inhiberade komnoai- tioner för gjutning eller strängsnrutningsvrocesser för att undvika bränning under materialöverföring, särskilt där komnositionen kan komma i kontakt med varma ytor.

De härdade elastomererna erhållna från komnositionerna ha egenska- ver, som äro förbättrade, Ehuru individuella egenskaner kunna väsentligen förbättras, är det den totala_ëgefiskansorofilen, som är unik för dessa komoositioner= Sådana egenskabsnrofiler förväntasicke från komnositioner, som äro strängsvrutbara som de enligt uvvfinningen- Egenskaverna av den härdade silikonelastomeren i denna Drofil, som ge den unika karaktären, äro hårdhet, draghållfasthet, förlängning, och rivstyrka- ' De följande exemnlen Dresenteras för belysande ändamål och skulle icke ubofattas såsom begränsande unvfinningen som är riktigt angiven i kraven- Alla delar äro i vikt i de följande exemvlen såvida icke annat snecificeras. I Exembel l A. En silikonelastomerkomnosition framställdes genom att blanda för hnad med omrörning 100 delar av ett metylfenylvinylsiloxifändblockerat nolydimetylsiloxanfluidum (nedan identifierat som fluidum A), 0,24 delar av ett klorßlatinasyraknmnlex av symmetrisk tetrametyldivinylsi- loxan utsnädd med metylfenglvinylsiloxi ändblockerad nolydimetylsiloxan 790595 1 - 7 ll för att ge en nlatinakatalyeator, som har cirka 0,7 vikts% Dlatina, 0,1 del 3,5-dimetyl-1-hexyn-3-ol, 1,44 del av en trimetylsiloxi ändbloc- kerad nolyorganosiloxan ( nedan kallad tvärlänkare A),. som har i medel- tal fem metylvätesiloxanenheter och tre dimetylsiloxanenheter och sedan 40 delar av en behandlad rökfärgad kiseldioxid (kiseldioxid A). Den resul- terande komvositionen blandades vidare genom att ge den tre Uassager i en trerullekvarn för att diavergera fyllnadsmedlet- Elandningen avluf- tades och gav ett lätt eträngsvrutbart material med en flastaliknande kon- siatens- Fluidum A hade en större PM av cirka 104 000, en mindre PM av cirka 12 000 och en DI av cirka 7,2, den lägsta molekylvikten uäfivisande arten hade en molekylvikt av cirka l 200 och den högsta molekylvikten unnvisande arten hade en molekylvíkt av cirka 370 000.

Kiseldioxid A framställdes genom att nlacera 543 g av en rökfärgad kiseldioxid, som har en ytarea av cirka A00 m2/g och som hade torkats under 22 timmar vid 200°C till en flaska försedd med en omrörare och en tillsättningstratt. Till flaskan sattes tillräckligt med torr toluen för att täcka kiseldioxiden- Flasksns innehåll omrördes sedan för att bilda ett slam. Till omrörningsslammet sattes 27,1 g vatten- En blandning av 5,43 g symmetrisk tetrametyldivinyhüsflezan och 103,1 g hexametylaigiyqggn sattes sakta till omrörningsslammet. Slammet omrördes sedan under 48 timmar- Det'resultetande slammet hälldes in"i önvna glasbehållare, som tilläto toluenen att avdunsta. Den resulterande återstoden uvnhettades sedan under 8 timmar vid l50°C i en luftcirkuleringsugn för att borttaga ytterligare toluen och alla andra flyktiga ämnen. Återstoden var kisel- dioxid A- B- En silikonelastomerkbmvosition framställdes som beskrivits,i A. med användning av samma ingredienser och mängder, utom att en behandlad kiseldioxid som icke“innehöll någon vinylradikal användes- Denna behandlade kiseldioxid framställdes i en sluten behållare genom att blanda 100 delar rökfärgad kiseldioxid, som har en ytarea av cirka 250 m2/g, 5 delar vatten och-20 delar hexametyldisilazan. Den resulterande blandningen omrördes under 4 timmar och ufinhettades sedan under 4 timmar vid 14000 under min- skat tryck för att borttaga alla flyktiga ämnen- Denna silikonelatomer- komnosition Dresenteras för jämförande àdamål, och är icke inom omfatt- ningen för denna uvvfinning- 0- En silikonelastomerkomvosition framställdes såsom beskrivits i A med användning av samma ingredienser och mängder, utom att i stället för fluidum A ett fluidum användes, som hade en PM av cirka 104 000, en DI av cirka 3,0, den lägst molekylvikt upvvisande arten hade en mole- kylvikt av cirka 1 200 och den högst molekylvikt ubovisande arten hade en molekylvikt av cirka 370 000- Denna silikonelastomerkomnosition var 7903951 -7 i 12 för styv för att lätt strängsnrutas.

De tre ovan definierade silikonelastomerkomvositionerna härdadea genom att Dressa och hårda under 15 minuter vid 17500 och sedan efter- härda genom uvvnettning vid 15000 under 16 timmar- De fysiska egenskanerna hos de sluthärdade arken bestämdes genom ASTM=4l2 (American Society for Testing Materials) för draghållfasthet och förlängning, ASTM>D625, dyna B för rivhållfasthet och AS¶M-D2240 för hårdhet (durometer), Shore A- skala- 100%-modulen bestämdes genom att mäta dragPåkännina'vid 100% snän- ning. De mätta fysikaliska egenskanerna voro såsom visas i tabell I, i vilken draehållfastheten och 100%-modulen äro registrerade i megaoascal (MPa) och rivstyrkan är registrerad i kilonevmon Per meter- TABELL l Fysisk Komnosition y Egenskah A - B C Durometerhårdhet 65 58 45 Draehållfasthet, MPa 6,97 _ 7,53 6,89 Förlängning, % 454 838 680 100% modul, MP8 2,65 0,60 0,76 Rivstyrka, kN/m 35,0 32,9 55,0 Exempel 2 A. En silikonelastomerbas framställdes genom att blanda i en deg- tyvsblandare, 150 g metylfenylvinylsiloxi ändblockerat Dolydimetyl- siloxanfluidum (fluidum B) och 6 g vatten- Efter en blandningsveriod av 5 minuter, tillsattes en blandning av 24,67 g hexametyldisilazan och 1,68 g symmetrisk tetrametyldivinymmaflazan och sedan fvrtsflttea blandning dunder 5 minuter. Till denna blandning sattes sakta 40 g av en rökfärgad kiseldioxid med en ytarea av cirka 400 m2/g. Blandaren täcktes med kväve och blandningen fortsattes under ytterligare 15 minuter. Två ytterligare 40 g tillsatser av kiseldioxid tillsattes vid 15 minutersintervall. Den resulterande blandningen blandades under 30 minuter och unnhettades sedan till 17500 under en timme med fortsatt blandning och vid minskat tryck för att borttaga flyktiga ämnen- Till den resulterande blandningen som var - varm, sattes 150 g av fluidum B och uvbhettades vid minskat tryck under ytterligare 50 minuter- Blandningen kyldes under minskat tryck för att ge en silikonelastomerbas innehållande en in situ behandlad kiaeldioxid.

Denna bas strängsvrutades genom ett3,l75 mm munstycke under ett tryck av 620 kilonascal (kPa) med en hastighet av 59 a/min- Fluidum B hade en större PM av 104 445 och en mindre PM av 12 688, en DI av 11,9 och den lägst molekylvikt upnvisande arten hade en molekylvikt av l 194 och den 1, v9usas1-7 högst molekylvikt unnvisande arten hade en molekylvikt av 370 000.

En silikonelastomerkombosition framställdes genom att blanda 100 g av den ovanstående silikonelastomerbasen och 2,21 g av en blandning som gav ett-förhállande av 1,75 kiselbundna väteatomer till en vinylradi- kal, nämnda blandning var tillverkad av 90 delar tvärlänkare A och 10 delar av en trimetylsiloxi ändblockerad nolymetylvätesiloxan, som har cirka 1,6 vikts% kiselbundna väteatomer, 0,19 g vlatinakatalysator defi- nierad i exemnel 1 och 4 drabbar 3,5-dimetyl-1-hexyn-3-ol. Denna silikon- elastomer komvosition härdades och orovades såsom beskrivits i exemoel A.

Den härdade elastomerer hade en durometerhårdhet av 56 nå Shore A-skalan, en draghållfasthet av 8,67 MPa, en förlängning av 377%, en 100%-modul av 2,78 MPa, och en rivstyrka av 44,3 kN/m.

B. En silikonelastomerbas framställdes såsom beskrivits i A. med användning av samma ingredienser och mängder utom att i stället för flui- dum B, fluidet användes såsom beskrivits i exempel l, C- som hade en PM av cirka 104 000 och en DI av cirka 3,0- En silikonelastomerkomposition framställdes såsom beskrivits i A- ovan utom att 1,34 delar av blandningen innehållande tvärlänkare A användes i stället för 2,21 delar. Silikon- elastomerkomoositionen härdades och nrovades såsom beskrivits i exemnel 1. Den härdade elastomeren hade en durometerhårdhet av 59 nå Shore A- skalan, en draghållfasthet av 10,30 MPa, en förlängning av 596%, en 100 %-modul av 0,85 MPa, och en dragnållfasthet av 48,5 kN/m- Denna komno- sition finnes för jämförande ändamål.

Exemvel 5 A- En silikonelastomerbas framställdes genom den in situ-nrocedur som beskrivits i exemoel 2, A- Ingredienserna och mängderna, som användes, voro: 50 delar av en metylfenylvinylsiloxi ändblockerad bolydimetyl- siloxan (fluídum 0), som har en PM av 104 445, en DI av 9,23, den lägst molekylvikt upbvisande arten har en molekylvíkt av 2 910 och den högst molekylvikt uoovisande arten har en mole- kylvikt av 370 000, 1,75 delar vatten, 6,88 delar hexametyldisilazan, 0,79 del symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan, 11,7 delar av en rökfärgad kiseldioxid med en ytarea av cirka 250 m2/g, (denna mängd tillsattes tre gånger), och 50 delar av fluidum C.

Strängsnrutningshastigheten bestämdes såsom beskrivits i exembel 2 för den resulterande silikonelastomer-basen- En silikonelastomerkomoosition framställdes genom att blanda 100 delar av en silikonelastomerbas och 2,34 vaozasfzf-v I, delar av tvärlänkare A, som gav ett förhållande av 1,75 silikonbundna väteatomer Der vinylradikal- Silikonelastomerkomnositionen härdades och nrovades såsom beskrivits i exemnel l- Resultaten voro såsom visas i , tabell II.

B- En silikonelastomerbas och komoosition framställdes såsom be- i skrivits i A-, utom att fluidum C var ersatt av ett metylfenylvinyl- siloxi ändblockerat Dolydimetylsiloxanfluidum, som har en PM av 88 693, en DI av 9,84, den lägst molekylvikt upnvisande arten hade en molekyl- vikt av 841 och den högst molekylvikt unnvisande arten hade en molekyl- vikt av 252 000- Silikonelastomerkomaositionen framställdes genom att använda 2,80 viktsdelar av tvärlänkare A, men annars voro ingredienser- na och mängderna samma som beskrivits i A. Silikonelastomerkomoositionen härdades och Urovades såsom beskrivits i exemvel 1- Resultaten voro såsom visas i tabell II- C. Sílikonelastomerkomoositionen som framställdes i B._uonreflades- Resultaten voro såsom beskrivits i tabell II~ D- En silikonelastomerkomnosition framställdes genom metoden och med de ingredienser och mängder, som beskrivits i A utom att tvärlänkare A användes i-en mängd av 2,21 i stället för 2,34 använd i A. och fluidum C var ersatt av en metylfenylvinylsiloxi ändblockerad aolydimetyl- siloxan, som har en PM av 146 622, en DI av 6,43, den lägst molekylvikt upvvisande arten hade en molekylvikt av 2 608, och den högst molekylvikt unnvisande arten hade en molekylvikt av 304 805. Detta vresenteras för jämförande ändamål- Resultaten voro såsom beskrivms i tabell II- E- En silikond-'astomerkomnosition framställdes såsom beskrivits i A. utom att ingredienserna och mängderna voro: 100 delar av en metylfenylvinylsiloxi ändblockerad oolydimetyl- siloxan, som har en PM av cirka l6 200, en DI av cirka 3,0, den lägst molekylvikt upnvisande arten har en molekylvikt av l 700 och den högst molekylvikt ubbvisande arten har en molekylvikt av cirka 55 000, 2,25 delar vatten, I 45 delar av en rökfärgad kiseldioxid, som har en ytarea av cirka 400 m?/g, 9,24 delar hexametyldisilazan, .0,65 delar av symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan, och 3,8 delar av tvärlänkare A.

Resultaten voro såsom visas i tabell II- Denna silikonelastomerkomoosi- tion framställdes för jämförande ändamål.

Exemnel 4 A- En silikonelastomerkomvosition framställdes såsom beskrivits i 15 1903951-7 exemfiel 2, A, med användning av samma ingredienser och mängder utom att 1,64 g av en förening med fonmeln “H3 “H3 “H3 “H3 CH2=CH§i- 0 - ëí - O - äï - O - ëi NH “H3 “H3 “H3 “H3 2 insattes i stället för 1,68 g symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan- Resultaten voro såsom visas i tabell III- I' B. En silikonelastomerkomnosition framställdes såsom beskrivits i exemnel 2, A. med användning av samma ingredienser och mängder, utom att 0,76 g av ett material med formeln “H3 “H3 Ho(s1o)ns1oH där n hade ett medelvärde i området 1 till 5, insattes i stället för 1,68 g symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan- Resultaten voro såsom visas 1 tabell III- H TABELL III Komnosition Egenskav A _ B Durometerhârdhet, Snore A 62 56 Draghållfasthet, MPa 9,07 9,23 Förlängning, % 406 475 100 % møaul, Mrs 2,92 2,34 Rivstyrka, kw/m 38,7 31,2 Strängsprutningshastighet, g/min 80 61 Exemnel 5 A- En silikonelastomerkomvosition framställdes såsom beskrivits i exemnel 3, A. med användning av de1ingrediefiser«och mängder, som följer: 100 delar av ett metylfenylvinylsiloxi ändblockerat nolydimetyl- siloxanfluidum, som har en större PM av 104 445, en mindre PM av 9 993, en DI av 8,75, den lägst molekylvikt upovisande arten hade en moletwlvikt av 946, och den högst molekyl- vikx unnvisanae arten hade en mølékylvikf av 304 ooo, 2,0 delar vatten, 40 delar rökfärgad kiseldioxid, som har en ytarea av 400 m2/g, 1,67 delar symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan, 7,2 delar hexametyldisilazan, och 3,39 delar organovätesiloxanblandning beskriven i Ex. 2, A. 7903951 ~ 7 Denna silikonelastomerkomvosition hade ett förhållande av 5 moler tri- metylsiloxisruover ber mol av dimetylvinylsiloxigrubb, och hade 1,25 silikonbundna väteatomer Der vinylradikal. Resultaten voro såsom visas i tabell IV- Denna silikonelastomerkomnosition framställdes för jämfö- rande ändamålß J B. En silikonelastomerkomoosition framställdes såsom beskrivits i A. med användning av.samma ingredienser och mängder utom att fluidum A. ersattes med ett metylfenylvinylsiloxi ändblockerat nolydimetylsiloxan- fluidum, som hade en större PM av 104 445, en mindre PM av 9 993, en DI av 8,91, den lägst molekylvikt upßvisande arten hade en molekylvikt av 1,498 och den högst molekylvikt unvvisande arten hade en molekylvikt av 304 000, 8,21 delar hexametyldisilazan användes i stället för 7,2 delar, 0,56 del symmetrisk tetrametyldivinyldisilazan användes i stället för 1,67 delar och 3,37 delar organovätesiloxanblandning användes i stäl- let för 3,39 delar- Resultaten voro såsom visas i tabell IV. Denna sili- konelastomerkomnosition hade 20 moler trimetylsiloxigrunner ver mol av dimetylvinylsiloxigrunb, och hade två silikonbundna väteatomer ner vinyl- radikal. _ C- En silikonelastomerkomposition framställdes såsom beskrivits i A- med användning av samma ingredienser och mängder utom att fluidum A användes i stället för fluidet beskrivet i A., 8,0 delar hexametyldi- silazan användes i stället för 7,2 delar, 0,8 del symmetrisk tetra- metyldivinyldisilazan användes i stället för 1,67 delar, 1,7 del av tvär- länkare A- Kiseldioxidfyllnadsmedlet innehöll 0,05 vikts% vinylradikal och den totala vinylradikalen i silikonelastomerkomnositionen var 0,23 vikts%- Resultaten voro såsom visas i tabell IV- D. En silikonelastomerkomnosition framställdes såsom visas i exem- uel 1, A- Resultaten voro såsom visas i tabell IV- E- En silikonelastomerkomoosition framställdes såsom visades i exemnel l, A., utom att 30 delar kiseldioxid A användes i stället för de 40 delarna- Resultaten voro såsom visas i tabell IV- 016 Kbmvosition Ezenskan A § Durømeterhårdhet, Shore A 37 45 Draghållfasthet, MPa 9,22 9,50 Förlängning, % 530 503 R vstyrke, kw/m 25,2 32,9 Strängsprutningshast- g/min 48 106 TABELL IV ' Durometerhårdhet, Shore A 68 2 60 Dra ahållfa sth et, MPa 6, 85 8, 94 Förlängning, % 161 291 1oo 2 mødul, MP, 4,82 5,40 Rivstyrka, kN/m 5,08 35,0 Strängspruthast. g/min 89 96 17 TABELL II 790395 1 - 7 9 2 E 46 33 58 9,19 9,80 5,02 460 665 119 29,2 19,4 3,3 92 27 528 53 59 49 9,80 8,33 5,42 410 325 512 2,51 -- -- 35,0 36,0 31,5 ~- 62 147

Claims (4)

vaosasw -v 18 ?ATENTKRAV

1. Silikonelastomerkomposition, k ä n n e t e c k n a d av att den består väsentligen av en nrodukt erhållen genom att blanda (A) 100 viktsdelar av ett triorganosiloxi-ändblockerat oolydimetyl- siloxanfluidum, varvid triorganosiloxienheterna äro valda från grannen bestående av dimetylvinylsiloxi och metylfenylvinylsiloxi, nämnda fluidum är en blandning av Dolymerarter av varierande molekylvikt, där varje art är närvarande i en mängd tillräcklig att kollektivt ge en molekyl- viktsfördelning så att det finnes minst en nolymerart (1) vid en koncen- tration större än koncentrationerna av närliggande nolymezarter med lägre och högre molekylvikt, där oolymerart (l) är_identifierad såsom en tonn- molekylvikt, som bestämts genom 'gelgenomträngningskromatografianalys och det finnes en tonomolekylvikt av Dolymerisk art i området från 68 000 till 135 000 vid en större koncentration, i nämnda fluidum molekylvikten av den lägst molekylvikt uvnvisanae noiymerarten är i området från 854 till 3 146 och molekylvikten av den högst molekylvikt unnvisande arten är i området från 174 000 till 370 000, blandningen av oolymerarter har en molekylviktsfördelning så att ett disversitetsindex har ett värde större än 3,8, _ . (B) från 20 till 60 viktsdelar av en förstärkande amorf kiseldioxid, som har en ytarea större än 100 m2/g, ytan av kiseldioxiden har kiselatomer till vilka äro bundna crganosiloxangrubner valda från grannen bestående av (a) (cH3)5sio-, e (b) cH¿=cH(cH3)2sio¿IcH3)2sic_>7X-, (e) oH2=oH(cH3)(c6H5)s1o¿(oH3)2sig7X-, och Éfkcfiz _ 5 (d) -0§1 (0§1)y-0- “H3 C33 vari 5 är ett helt tal i området 0 till 20 och E är ett heltal från l till 5, organosiloxangnionerna äro närvarande i en sådan mängd, att det finnes från 0,05 till 0,32 vikts% vinyl baserat nå vikten av S102 och organosiloxangrunnerna äro närvarande i ett sådant 'molförhållande, att det finnes från 7 till 50 moler av (a) för varje mol av (b), (c), (d) eller blandningar därav, g 0 ' (C) en mängd av en flytande organovätesiloxan tillräcklig att ge från och med l till och med 5 kiselbundna väteatomer ver vinylradikal i (A) och (B)lkombinerat, nämnda organosvätesiloxan har i medeltal minst tre kisel-bundna väteatomer Der molekyl och består väsentligen av enheter valda från en grupv bestående av metylvätesiloxan, dimetylsiloxan, di- metylvätesiloxi, trimetylsiloxi och SiO2-enheter, oche ,q 1903951-7 (D) en mängd av en nletinakàtelysator tillräcklig att ge minst en viktsdel Dlatina Der miljon viktsdelar av (A), nämnda nlatinakataly- eator är löslig i (A), silikonelattomerkomnoeitionen har en sådan visko- sitet, ett minst 45 gram ver minut av komnositionen kan eträngsnrutas genom ett 3,175 mm munstycke under ett tryck av 620 kilonaecal.

2. Silikonelastomerkomnosition enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att triorgenoslloxi ändblookerade Dolydimetylsiloxanfluidet (A) har en toonmolekylvikt i området 80 000 till l20 000 vid en större koncentre- tion och ett disoersiteteindex i området 6 till 12 eller innehåller två tobomolekylvikter, där tovbmolekylvikten i området 68 000 till 135 000 är vid en större koncentration och en annan tonnmolekylvikt i området 4 000 till 24 100 är vid en mindre koncentration.

3. silflmnelasfomerkommeltlan enlig: krav 1 eller 2, k ä n n 'e- t e o k n a d av att triorganosiloxienheten (A) är metylfenylvinyl- eiloxi och kieeldioxiden (B) har en ytarea av 120 till 600 m2/g, organe- siloxangrunnerna äro (a) och (b), där_§ har ett värde av f.o.m. 0 t;o.m. 5 eller (a) och (d), där X är 1, 2, 3, 4 eller 5, och kiseldioxiden är närvarande i en mängd av från 35 till 45 viktsdelar. J

4. Silikonelastomerkomnosition enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e o k n a d av att det även finnes en mängd av en nlatinekatalysator- inhibitor tillräcklig att utöka lagringslivslängden vid omgivningstemne- retur. 'zaßsssfl - 7 Sammandrag. “ Uvbfinningen avser en silikonelastomerkcmnosition, som är sträng- snmtbar och som härdas till enhög styrka och hög duromeizerhårdhet unnvísande siliknnelaetomer. Komnositioner enligt unnfinningen erhållas genom att blanda triorganosiloxà-ändblockerat Dolydimetylsiloxanfluidum, förstärkande amorf kiseldioxíd, en organovätesiloxan, och en nlatinaka- ítalysator, och valfri 'bt en blatinakatalysatorinhibitor-