[发明专利]自粘性的加成交联硅酮组合物

说明书

本发明涉及自粘性的加成交联硅酮组合物(addition-crosslinking silicone composition)和它们的制备方法。本发明包括硅酮弹性体和复合材料以及生产该复合材料的方法，这种复合材料由本发明的自粘性的加成交联硅酮组合物生产。

人们已知，与常见的基材材料如有机塑料、金属或玻璃接触且随后经过固化(vulcanize)后的硅橡胶具有低的粘合强度，结果是由此所得的硅酮弹性体通常能够通过施加相对较低的拉力而从所讨论的基材材料上剥离。

由文献可知，有许多生产硅酮弹性体和基材材料之间的牢固和永久粘接的技术。

原则上，存在改性基材材料的化学物理性质而改进硅酮弹性体和基材材料之间的粘合强度的可能性。一种示例性方法是通过UV辐射或火焰、电晕或等离子体处理而对基材材料的表面进行预处理。在这种预处理步骤的过程中，基材材料的表面或近表面层被活化-也就是，产生了官能性的显著极性基团，其允许产生粘接并由此有助于实现包含硅酮弹性体和基材物材料的永久稳定的硬-软复合材料。

制备永久固态复合材料的另一方式是将底漆施加于基材材料上。然而，这这种底漆以及粘合增强添加剂，经常还包括溶剂，这些溶剂在施加到基材材料上后必须被除去。制备这类型永久固态复合材料的另一方式是在基材材料体积内或表面上提供合适的官能团，其有助于在自粘性的加成交联硅酮组合物被固化时形成粘合。

EP0601882描述了一种包含硅酮弹性体和有机塑料的复合材料，其中所使用的基材材料是含有另外的脂族不饱和基团的聚碳酸酯。相反，EP0143994描述了提供一种包含有机含氢聚硅氧烷的有机塑料，且其用加成交联硅酮组合物固化后同样地使得产生永久固态复合材料。

然而，描述用于生产永久稳定的复合材料的技术的一个关键缺点被认为是其需要至少一个另外的用于生产基材材料的工艺步骤，然而这样的一个步骤原则上是不期望的，因为这使得生产率相对更低，并且有关成本更高。

相反，许多自粘性的加成交联硅酮组合物已经被公开，其包含一种或多种特定添加剂和/或特定交联剂，这导致对各种基材的粘合得以改进。那些掺混到非交联组合物中的添加剂在固化期间和/或之后、以及仅仅可能在储存之后对基材材料产生的粘合是有效的。

EP0875536描述了一种自粘性的硅橡胶组合物，其包含至少一种烷氧基硅氧烷和/或含环氧基团的烷氧基硅烷以及还有具有至少20个SiH基团的交联剂，条件是SiH∶SiVi比率为至少1.5。所述作为所使用的添加剂特别优选缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷采用这种添加剂有可能在复合材料，尤其是对于某些有机塑料获得相对高强度的粘合。在EP0875536的实施例中描述的交联剂，每分子具有30个SiH基团，然而，具有的缺点是这种高官能度的交联剂导致其货架寿命相当大地降低，因为粘度增加(发硬)而由此最终地该硅酮组合物的加工质量也受到不良影响。使用环氧官能性烷氧基硅烷/-硅氧烷的关键缺点是醇基团的消除，使用了反应性且极性的基团，而在官能性烷氧基硅烷的情况下，产生“粉化(efflorescence)”和“渗出(exudation)”的问题。醇的消除一方面会有损于有效粘合，因为醇在硅酮表面累积且也因此在与基材的界面累积，由此有损于硅酮表面和基材表面之间的接触。而且，优选使用甲氧基硅烷，其释放甲醇，而甲醇被归类为有毒物质。另外，挥发性裂解产物(醇消除)的释放伴随着观察到必需值得考虑的硅酮弹性体收缩，这一般是不期望的。

EP1106662描述了一种包含有机硅化合物且包含有机含氢聚硅氧烷的自粘性的加成交联硅酮组合物，其中的有机硅化合物不仅含有环氧基团而且含有可水解基团，有机含氢聚硅氧烷含有至少一个芳香C₆环，并导致对许多有机塑料和各种金属产生非常好的粘合强度。在该体系中的有机含氢聚硅氧烷既起到粘合增强剂作用又起到交联剂作用。然而，在EP1106622中描述的组合物的缺点是所指定的添加剂由于其相对高的反应性而首先导致SiH加速降解，以及交联速率降低(抑制效应)。

EP1510553公开了自粘性的加成交联硅橡胶组合物，包含：(A)有机含氢聚硅氧烷、(C)通式(R¹²)₅Ph-X_r-Ph(R¹²)₅的粘合增强化合物、和作为另外的粘合增强剂(D)，一种带有至少一个端SiH基团的有机聚硅氧烷。然而，这些组合物所具有的缺点是，Si-H端聚合物，其经常也用于链延长，对于在注塑-模制成型操作中有损于加工的质量，这在较窄的加工窗口中得以证实。