[发明专利]可固化树脂的增强和固化提高

说明书

发明背景

技术领域

本申请是中国专利申请200780038288.X的分案申请。本发明涉及包含丙烯酸酯单体作为液体填料的可固化组合物，当固化时，该丙烯酸酯单体与它们存在于其中的基体相分离并且充当增强材料。该可固化组合物具有改进的物理性能。还提供了制造和使用本发明组合物的方法。

背景技术

硅氧烷组合物广泛地用于各种应用，包括充当粘合剂和形成垫圈。各种方法已经尝试用来改进聚合物组合物的物理特性。例如，在聚氨酯化学中，聚合物骨架有时设计来具有硬和软链段，这样在固化过程中，硬和软嵌段的相分离发生，其中一个嵌段相对于其它嵌段变成不连续相并且为整个组合物提供性能提高。

改进硅氧烷组合物性能的另一种已知的途径是经由向硅氧烷组合物中添加某些固体填料。通常将固体填料例如煅制二氧化硅添加到硅氧烷组合物中以改进该组合物的物理特性。然而，存在许多与固体填料的使用有关的缺陷。固体填料的引入可能由于副反应而负面影响硅氧烷组合物的稳定性，从而影响硅氧烷组合物的固化过程和/或粘度。例如，如果硅氧烷组合物与固体填料反应，则它可能最后胶凝化。

此外，固体填料通常阻止辐射例如光穿过组合物，从而阻碍固化过程。此外，如许多固体填料的情况那样，颗粒本身的成本可能相当昂贵。

直接添加到硅氧烷组合物中的固体填料的量受到由该填料引起的粘度改变的限制。当以大于总组合物的20wt％的重量直接地添加固体填料时，硅氧烷组合物通常变得太粘稠(400,000-500,000厘泊)而不适宜使用。此外，在此情况下拉伸强度通常在600-700psi范围中达到峰值。

然而，在丙烯酸酯单体的低水平添加下，例如整个组合物的大约5wt％-大约10wt％，遇到不相容性问题。基于这些发现，逻辑上理解的是，所使用的丙烯酸酯单体的量的进一步增加将导致组合物的更大不稳定性，或由于丙烯酸酯单体和硅氧烷的不相容性引起的增大的浊度。丙烯酸酯的这些现有的低水平不提供性能变化的指示。

例如，Lin的美国专利号6,627,672使用硅氧烷和丙烯酸酯单体组合物，其中添加了酰基氧化膦以当暴露于固化条件中时达到该组合物的更大完全固化体积(cure through volume)。Lin使用丙烯酸酯帮助氧化膦固化剂溶解到制剂中。

发明内容

本发明的一个方面涉及液体(甲基)丙烯酸酯单体在可固化基体中作为″液体填料″的用途。术语″液体填料″意指那些(甲基)丙烯酸酯单体，它们当被添加到可固化基体中并经历固化条件时形成聚合物基体内的固相，该聚合物基体在固化之前可以是固体或液体。所述液体填料连同可固化基体一起的这种共固化产生二相体系。凝固的液体填料散布在固化基体内并且用来为最终产物赋予各种性能，包括提高的物理性能例如拉伸强度、韧性和伸长率。伸长率的改进认为是重要的，因为它与固体填料向可固化聚合物组合物中的常规添加所看到的效果相反。在常规固体填料添加剂中，拉伸强度可能增加，但是伸长率值通常降低。这种附加的结构增强具有重要的优点。

已经发现，当(甲基)丙烯酸酯单体固化时，它相分离并且变成增强其中分散了它的聚合物基体的固体填料。虽然在固化之前呈液体形式，但是所述液体填料和基体组分大体上是彼此混溶的并且按基本上单一的相存在。然而，在固化之后，该基体基本上是固化的聚合物相，它包含分散于其中的凝固的液体(甲基)丙烯酸酯相。

在本发明的一些方面中，可固化基体是非(甲基)丙烯酸酯型体，例如硅氧烷、氨基甲酸酯、环氧树脂或含硅氧烷、氨基甲酸酯或环氧键的聚合物。在本发明的一些方面中，所述基体是(甲基)丙烯酸酯基体，例如氨基甲酸酯甲基丙烯酸酯聚合物。

如上所述，基于丙烯酸酯和硅氧烷之间的不相容性问题，没有从事前述努力，原因在于以下一般理解：按占总组合物的大于大约10wt％的量向硅氧烷组合物添加丙烯酸酯单体将导致所得的组合物具有不稳定性和相容性问题。然而，通过本发明，发现一旦丙烯酸酯单体和硅氧烷各自固化，所得的相分离为固化反应产物提供独特和改进的物理性能。令人惊奇地发现，通过本发明，按占总组合物大约15wt％-大约60wt％的量向可固化聚合物基体(包括但不限于，硅氧烷、氨基甲酸酯、环氧树脂和聚(甲基)丙烯酸酯)添加可固化液体丙烯酸酯单体实现固化组合物的物理性能的明显改进，包括改进的伸长率和拉伸强度。还出乎意料的是按如此大的量混合的丙烯酸酯单体与可固化组合物中的可固化聚合物基体的高度相容性。具有低粘度的丙烯酸酯单体的使用将允许通过平衡组合物中的单体和填料水平更容易地针对应用要求调节本发明组合物的粘度。