热稳定的热交联有机硅弹性体组合物.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780039595.X

申请日:

2007.10.23

公开号:

CN101627046A

公开日:

2010.01.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

C07F15/02; C08K5/00; C08K5/56

主分类号:

C07F15/02

申请人:

蓝星有机硅法国公司

发明人:

L·圣雅尔梅斯; S·斯特兰; C·普吕多姆; C·乔治

地址:

法国里昂

优先权:

2006.10.24 FR 0609307

专利代理机构:

中国国际贸易促进委员会专利商标事务所

代理人:

张力更

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内容摘要

本发明涉及热稳定有机硅弹性体以及可通过在过氧化物存在下的硫化、缩聚或聚加成反应而获得所述弹性体的有机聚硅氧烷组合物。所述有机硅弹性体的热稳定性是通过添加衍生自铁(III)络合物的添加剂获得的。

权利要求书

1: 可交联生成弹性体的有机聚硅氧烷组合物,其在进行交联时形成热稳定 弹性体,所述组合物包含至少一种热稳定剂(S),所述热稳定剂为包含至少一个 配体L的铁(III)络合物,所述配体为由下式(I)所示的β-二酮衍生的β-二酮 酸基(A): 其中, -R 1 为下式(II)所示的基团: (Y)n-Φ-(II) 其中: -n为0-5的整数, -Φ为苯基,并且 -每个基团Y相同或不同,其为氢原子或选自以下的基团:具有1-40 个碳原子的烃链、烷氧基、甲硅烷基化基团和卤原子; -基团R 2 表示与R 1 具有相同定义的基团,与R 1 相同或不同,其为氢原子或 选自以下的基团:任选被一个或多个氧原子中断的具有1-40个碳原子的烃基、 芳烷基、烷氧基和甲硅烷基化基团; -基团R 3 表示氢原子或任选被一个或多个杂原子中断的具有1-40个碳原 子的烃基,并且 -R 1 、R 2 和R 3 可任选地彼此两两通过任选被一个或多个杂原子中断的烃链 连接以形成环。
2: 根据权利要求1所述的给合物,其中热稳定剂(S)为具有下式的铁(III) 络合物: Fe[L x ;B y ;C z ] 其中: -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中: -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3, -配体L为如权利要求1所定义的β-二酮酸基(A),并且 -配体B和C相同或不同,选自由单个原子构成的离子以及分子离子。
3: 根据权利要求1所述的组合物,其中热稳定剂(S)为具有下式的铁(III) 络合物: Fe[L x ;B y ;C z ] 其中: -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中: -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3, -配体L为如权利要求1所定义的β-二酮酸基(A),并且 -配体B和C相同或不同,为分子离子。
4: 权利要求2或3所述的组合物,其中配体B和C相同或不同,为羧酸根。
5: 权利要求4所述的组合物,其中配体B和C相同或不同,具有下式: R 4 COO - -其中R 4 为C 1 -C 40 有机单价烃基,任选被取代。
6: 权利要求4所述的组合物,其中配体B和C相同或不同,选自芳族羧酸 根和C 1 -C 40 饱和脂肪酸的羧酸根。
7: 权利要求6所述的组合物,其中配体B和C选自以下相应酸的阴离子: 甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、 十七烷酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、褐煤酸、蜂花酸、 紫胶蜡酸和苯甲酸。
8: 前述任一权利要求所述的组合物,其中β-二酮酸基(A)衍生自下式(II) 的硬脂酰苯甲酰甲烷β-二酮:
9: 热稳定的有机聚硅氧烷弹性体,其可通过权利要求1-8中任一项所述的 组合物的硬化和/或交联而获得。
10: 用于可交联生成弹性体的有机聚硅氧烷组合物的热稳定剂(S),其是具 有下式的铁(III)络合物: Fe[L x ;B y ;C z ] 其中: -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中: -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3, -配体L为如权利要求1所定义的β-二酮酸基(A),并且 -配体B和C相同或不同,为羧酸根。
11: 权利要求10所述的热稳定剂(S),其中β-二酮酸基(A)衍生自下式(II) 的硬脂酰苯甲酰甲烷β-二酮:
12: 权利要求10所述的热稳定剂(S),其中 -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3,并且 -配体B和C相同或不同,选自C 1 -C 40 饱和脂肪酸的羧酸根和芳族羧酸根。
13: 权利要求10-12任一项所述的热稳定剂(S),其中 -x=3,y=0且z=0,并且 -配体L为衍生自下式(II)的硬脂酰苯甲酰甲烷β-二酮的β-二酮酸 基:
14: 权利要求10-13任一项所述的热稳定剂(S)的用途,用于由可交联生成 弹性体的有机聚硅氧烷组合物制备热稳定的弹性体。
15: 使有机硅弹性体热稳定的方法,其特征在于向可交联生成弹性体的有机 聚硅氧烷组合物中添加权利要求9-13任一项所述的热稳定剂(S)。

说明书


热稳定的热交联有机硅弹性体组合物

    【技术领域】

    本发明涉及热稳定有机硅弹性体以及可通过在过氧化物存在下的硫化、缩聚或聚加成反应而获得所述弹性体的有机聚硅氧烷组合物。本发明特别适用于在过氧化物存在下可热硫化(EVC)的一类有机聚硅氧烷组合物。这些弹性体尤其可应用于需要在最高达250℃的温度下具有热稳定性的模塑件和/或挤出件中。作为应用的实例,可列举热衬垫如炉的衬垫或电线和电缆的护套。

    背景技术

    生成弹性体的有机聚硅氧烷组合物是市场上可获得的公知材料。相对于有机弹性体,有机聚硅氧烷或有机硅具有更优异的耐热性。然而,在高于200℃时,尤其是处于220-250℃的温度范围时,即使是有机聚硅氧烷弹性体在暴露一段时间后也会失去其弹性并变硬变脆。

    人们长久以来致力于通过向基质中添加多种类型的化合物来改善有机硅的热稳定性。

    英国专利GB-A-1 251 305提出将至少3重量%的气相法二氧化钛掺入到基础弹性体组合物中,并且带来了在232和315℃的温度下分别保持16和24小时的情况下硬化的弹性体的性能(压缩永久变形)的改善。

    例如,法国专利FR-A-2 308 664提出通过掺入二氧化钛(尤其是粒度为15-40纳米的二氧化钛)和氧化铈和/或氢氧化铈来改善基于硬化硅氧烷的弹性体组合物的热稳定性。同时使用这两种添加剂比单独使用二氧化钛更有效,并且可以改善硬化弹性体在220至270℃下的性能。

    欧洲专利申请EP-A-0 595 078提出使用基于二氧化钛的混合氧化物作为热稳定剂,其中含有1-30重量%的氧化铝或氧化硅,该混合氧化物具有10至150m2/g的BET比表面积。所述氧化物在热条件下具有比单一二氧化钛P25(BET50m2/g)更高的比表面积稳定性。

    欧洲专利申请EP-A-745 644描述了有机聚硅氧烷组合物,其交联得到具有高的热稳定性的透明弹性体。为此,有机聚硅氧烷组合物含有分散于其中的亲有机颗粒,其由至少一种多晶纳米颗粒(优选由4至6nm的雏晶形成)形式的金属氧化物构成,尺寸至多50nm,BET比表面积至少为250m2/g,优选为250至300m2/g,并且其经受表面处理以赋予其亲有机性,该处理在于接枝有机硅基团。没有考虑该有机聚硅氧烷组合物被着色。

    美国专利US-2 445 567推荐另一种解决方案,它提出利用热稳定剂以避免被可水解基团取代的聚硅氧烷基组合物的凝胶化问题,所述热稳定剂是羧酸金属盐,所述金属选自铁、钴、镍和铜。在铁金属盐中,可列举:

    -饱和脂族脂肪酸盐,例如醋酸铁、丙酸铁、丁酸铁、正己酸铁、2-乙基己酸铁,

    -脂族或芳族多羧酸盐,例如草酸铁、丁二酸铁、己二酸铁、马来酸铁、邻苯二甲酸铁,......。

    然而,这些添加剂中的大部分都有在有机硅组合物中的溶解性问题。

    纵使这些提出的解决方案在一些情况下具有不可忽视的优点,但有机硅工业仍致力于开发新添加剂,以在长时间保持于高温(特别是高于或等于250℃)的情况下使有机硅弹性体显著变稳定。因而仍需改善这些弹性体的热稳定性,以使得其即使反复和/或长期暴露于热条件下时仍能保持其弹性性能,并且需要寻找没有在有机硅组合物中的溶解性问题的添加剂。

    【发明内容】

    因而,本发明的目的在于提供有机聚硅氧烷组合物,其交联得到具有高的热稳定性的热稳定有机硅弹性体。

    在本发明的范围内,“热稳定有机硅弹性体”特别是指下述这样的有机硅弹性体:当其持续数天,尤其是持续3天在高于200℃下,尤其是在200℃至275℃的温度下时仍能保持弹性性能且既不会硬化也不会变脆。特别优选地,这是指耐受持续大于3天或更长时间的高于230℃,特别是230℃至300℃的温度的弹性体。

    实际上非常出色地是,本发明人例如根据本发明获得了一种弹性体,其在250℃下处理7天后保持可接受的弹性性能并且因而没有变脆。其硬度、回弹性、抗断裂强度、断裂伸长率以及100%模量都在完全可接受的限度内,也就是说,处在可以进行弹性体的预期用途的限度内。

    本发明的目的因而是可交联生成弹性体的有机聚硅氧烷组合物,其在进行交联时形成热稳定弹性体,所述组合物包含至少一种热稳定剂(S),所述热稳定剂为包含至少一个配体L的铁(III)络合物,所述配体为由下式(I)所示的β-二酮衍生的β-二酮酸基(dicétonate)(A):

    其中,

    -R1为下式(II)所示的基团:

    (Y)n-Ф-(II)

    其中:

    -n为0-5的整数,

    -Ф为苯基,并且

    -每个基团Y相同或不同,其为氢原子或选自以下的基团:具有1-40个碳原子的烃链、烷氧基、甲硅烷基化基团和卤原子;

    -基团R2表示与R1具有相同定义地基团,与R1相同或不同,其为氢原子或选自以下的基团:任选被一个或多个氧原子中断的具有1-40个碳原子的烃基、芳烷基、烷氧基和甲硅烷基化基团;

    -基团R3表示氢原子或任选被一个或多个杂原子中断的具有1-40个碳原子的烃基,并且

    -R1、R2和R3可任选地彼此两两通过任选被一个或多个杂原子中断的烃链连接以形成环。

    根据一种优选实施方案,热稳定剂(S)是具有下式的铁(III)络合物:

    Fe[Lx;By;Cz]

    其中:

    -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中:

    -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3,

    -配体L为如上所定义的β-二酮酸基(A),并且

    -配体B和C相同或不同,选自由单个原子构成的离子以及分子离子。

    优选地,热稳定剂(S)为具有下式的铁(III)络合物:

    Fe[Lx;By;Cz]

    其中:

    -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中:

    -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3,

    -配体L为如上所定义或根据权利要求1的β-二酮酸基(A),并且

    -配体B和C相同或不同,为分子离子。

    根据一种优选实施方案,配体B和C相同或不同,为羧酸根。

    根据另一种优选实施方案,配体B和C相同或不同,具有下式:

    R4COO-

    -其中R4为C1-C40有机单价烃基,任选被取代。

    特别有利的是,配体B和C相同或不同,选自芳族羧酸根和C1-C40饱和脂肪酸的羧酸根。

    在C1-C40饱和脂肪酸的羧酸根中,可列举以下相应酸的阴离子:

    -甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、己酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、褐煤酸、蜂花酸、紫胶蜡酸和苯甲酸。

    β-二酮酸基的其它实例是如下β-二酮的衍生物:

    -硬脂酰苯甲酰甲烷(或由Rhodia公司销售的-50,CAS58446-52-9),

    -二苯甲酰甲烷(或由Rhodia公司销售的-83,CAS 120-46-7),

    -辛酰苯甲酰甲烷(或由Rhodia公司销售的-92,CAS68892-13-7)

    -4-叔丁基-4′-甲氧基-二苯甲酰甲烷(CAS 70356-09-1)

    -4,4′-二甲氧基-二苯甲酰甲烷,以及

    -4,4′-二-叔丁基-二苯甲酰甲烷。

    一种特别优选的实施方案是β-二酮酸基(A)衍生自下式(II)的硬脂酰苯甲酰甲烷β-二酮时:

    热稳定剂的存在量可根据其性质发生变化。例如,每100份有机硅组合物可添加0.001-3重量份,优选每100份有机硅组合物添加0.01-1重量份。可以添加纯物质,也可以溶液形式添加,该溶液为其溶于有机溶剂、硅油、有机硅胶或者母料()混合物中而获得的,所述母料混合物也就是含有有机硅胶和根据应用类型而添加的填料的有机硅组合物。

    有机硅组合物

    本发明范围内的可硬化聚有机硅氧烷组合物存在于单个或多个包装中(单或多组分),它除了热稳定剂(B)之外还含有由一种或多种聚有机硅氧烷成分形成的主要成分、合适的催化剂以及任选的一种或多种尤其选自以下的化合物:增强填料、交联剂、抗结构化剂(agents anti-structure)、粘结剂、催化剂抑制剂。

    所述热稳定剂(S)可用于任何用于获得有机硅弹性体的聚有机硅氧烷组合物中,所述组合物要么在有机过氧化物的作用下在高温下(EVC),要么在金属催化剂的存在下在环境温度下或在热条件下通过聚加成反应(聚加成反应RTV、LSR或EVC)或通过缩聚反应(缩聚反应RTV)进行交联。

    术语RTV、LSR、EVC是本领域技术人员所熟知的:RTV是“室温硫化”的 缩写;LSR是“液体有机硅橡胶”的缩写;HCR是“热固化橡胶”的缩写,EVC是“可热硫化弹性体”的缩写。

    本发明特别适用于可热硫化的有机聚硅氧烷弹性体组合物,其含有:

    -100份的至少一种25℃下粘度大于1000000mPa.s的二有机聚硅氧烷胶A,

    -5-150份的增强填料B,

    -0.1-7份的有机过氧化物C,和

    -任选地,至少一种“抗结构化”化合物F。

    这些EVC(可热硫化弹性体)被称为具有过氧化物的EVC,其例如描述于专利US-A-3 142 655、3 821 140、3 836 489和3 839 266中。

    胶A是众所周知的产品,由有机硅生产商销售,而且其可通过实施公知的工艺而制得。

    25℃下粘度大于1 000 000mPa.s,优选大于2 000 000mPa.s的二有机聚硅氧烷胶A是高分子量的线性聚合物,其二有机聚硅氧烷链主要由式R2SiO2/2单元构成,该链的每端由式R3SiO1/2单元和/或式OR′基团封端。R和R′是有机基,尤其是烷基。但不排除沿着二有机聚硅氧烷链存在少量的除R2SiO2/2以外的单元,例如式RSiO3/2和/或SiO4/2的单元,与单元R2SiO2/2的数目相比,其比例至多为2%。虽然将在下面更详细地描述基团R和R′,但在此也应指出,所述烷基是指C1-C4烷基,更具体而言是指甲基、乙基、正丙基和正丁基。

    作为式R2SiO2/2和R3SiO1/2单元以及式OR′基团的具体实例,可列举下式的这些:(CH3)2SiO2/2,CH3(CH2=CH)SiO2/2,CH3(C6H5)SiO2/2,(C6H5)2SiO2/2,CH3(C2H5)SiO2/2,(CH3CH2CH2)CH3SiO2/2,CH3(n.C3H7)SiO2/2,(CH3)3SiO1/2,(CH3)2CH2=CHSiO1/2,(CH3)(C6H5)2SiO1/2,(CH3)(C6H5)(CH2=CH)SiO1/2,CF3CH2CH2SiO1/2,-OH,-OCH3,-OC2H5,-O-n.C3H7,-O-iso.C3H7,-O-n.C4H9和-OCH2CH2OCH3。

    优选的胶A由式R2SiO2/2的甲硅烷氧基单元的链段()形成,它们的链的每端由式R3SiO1/2的甲硅烷氧基单元和/或式OR′的基团封端;在这些式中,符号R相同或不同,表示甲基、乙基、正丙基、苯基、乙烯基和3,3,3-三氟丙基,其中这些基团数目的至少60%是甲基且至多3mol%的甲硅烷氧基单元是有机乙烯基甲硅烷氧基单元,符号R′表示氢原子、具有1-4个碳原子的烷基、β-甲氧基-乙基基团。

    在本发明的范围内,特别优选使用乙烯基化的二甲基聚硅氧烷胶,即在其链中和/或链端含有连接到硅原子上的乙烯基,乙烯基甲基甲硅烷氧基单元的摩尔含量至多为1%。

    填料B,优选增强二氧化硅B,其用量为每100份二有机聚硅氧烷胶A为5-150份,优选为8-100份。其选自燃烧法二氧化硅和沉淀二氧化硅。利用BET和CTAB法测量,其具有至少50m2/g的比表面积,优选大于70m2/g,其初级粒子的平均尺寸为低于80纳米,表观密度为低于200g/L。

    这些二氧化硅可原样掺入,或使其经受常规用于此目的的有机硅化合物的处理后掺入。在这些化合物中,可列举甲基聚硅氧烷如六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷,甲基聚硅氮烷如六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷,氯硅烷如二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷,烷氧基硅烷如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷。在这种处理过程中,二氧化硅的量可从其起始重量提高到20%的比率,优选约为18%。

    除增强二氧化硅B外,还可引入增量(bourrage)或半增强矿物填料B。这些填料B较粗,其平均粒径大于0.1μm。这些填料B尤其可为研磨石英,经煅烧的粘土,硅藻土二氧化硅,碳酸钙,铁、钛、镁、铝的氧化物,硫酸锌和硫酸钡。对于100份的胶A来说,其引入量为5-120份,优选为10-50份。这些矿物填料可以原样使用,也就是未进行处理,或者利用前述涉及增强二氧化硅B时是及的有机硅化合物对其进行处理后使用。

    对于100份胶A来说,有机过氧化物C的用量为0.1-7份,优选为0.2-5份。它们是本领域技术人员所熟知的,其尤其包括过氧化苯甲酰、过氧化2,4-二氯苯甲酰、过氧化二枯基、2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷、过苯甲酸叔丁基酯、过氧基叔丁基和异丙基的碳酸酯、二叔丁基过氧化物、1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷。这些材料同样能够在带有SiH型反应性官能团的有机聚硅氧烷的存在下通过Pt(铂化合物)而发生交联。

    上述各种过氧化物在有时不同的温度和速率下发生分解。应根据所需的硬化条件来选择它们。

    本发明的组合物还可含有0.1-10份,优选0.3-5份的至少一种25℃下粘度至多为5000mPa.s的二有机聚硅氧烷油F,其由式R″2SiO2/2单元的链段构成,在其链的每端由式OR′的基团封端;式中,符号R″相同或不同,表示甲基、苯基、乙烯基,这些基团的数目中至少40%是甲基,符号R′具有如A中所给出的定义。

    符号R″和R′的含义已在前面说明。

    作为式R″2SiO2/2单元和式OR′基团的具体实例,可列举:(CH3)2SiO2/2,CH3(CH2=CH)SiO2/2,CH3(C6H5)SiO2/2,(C6H5)2SiO2/2,C6H5(CH2=CH)SiO2/2,-OH,-OCH3,-OC2H5,-O-n.C3H7,-OCH2CH2OCH3。

    优选采用:

    -25℃下粘度为10-200mPa.s且链的每端由羟基、甲氧基、β-甲氧基-乙氧基封端的二甲基聚硅氧烷油;

    -25℃下粘度为40-2000mPa.s的由CH3(C6H5)SiO2/2单元构成且链的每端由羟基和/或甲氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷油。

    使用油F的目的在于防止本发明的组合物在贮存过程中发生变化,具体而言就是防止形成一定的结构而发生硬化;因而它是“抗结构化”剂。

    其它“抗结构化”剂可全部或部分替代油F,例如二苯基硅烷二醇和下式硅烷:

    本发明组合物的制备是利用公知的机械装置实现的,例如通过捏合机、辊式混合机、螺旋混合机或臂式搅拌机。将各成分以任意顺序加入这些装置中。不过推荐首先加入胶A,然后是增强二氧化硅B,最后是过氧化物C。

    所述组合物在过氧化物催化剂的存在下通过加热发生交联。显然加热持续时间会根据温度、压力以及交联剂的性质而发生改变。通常在100-180℃左右的温度下持续约几分钟。

    本发明当然还可用于可冷硫化或热硫化的弹性体组合物,其通过聚加成或缩聚反应而交联。

    例如专利US-A-3 220 972、3 284 406、3 436 366、3 697 473和4 340 709描述了双组分或单组分聚有机硅氧烷组合物,其在环境温度或热条件下,在金属催化剂(通常基于铂)存在下,通过聚加成反应而发生交联,主要是氢-甲硅烷基化基团与烯基-甲硅烷基化基团发生反应。在通过被称作聚加成EVC的聚加成反应热交联的组合物的情况下,带有烯基-甲硅烷基化基团的聚有机硅氧烷成分的粘度在25℃下大于500000mPa.s,优选为1000000-30000000mPa.s或更高。带有氢-甲硅烷基化基团的聚有机硅氧烷成分的粘度在25℃下通常至多等于10000mPa.s,优选为5-1000mPa.s。

    聚有机硅氧烷的实例是那些单组分或双组分的组合物,其通过聚加成反应而发生热交联,被称作聚加成EVC组合物,其含有:

    (a′)100重量份聚二有机硅氧烷胶,其为线性均聚物或共聚物,平均每个分子具有至少两个连接在位于链内和/或链端的不同硅原子上的乙烯基基团,连接在硅原子上的其它有机基团选自甲基、乙基、苯基,这些其它基团中至少60mol%(并且优选这些其它基团全部)是甲基,并且所述胶在25℃下的粘度为大于500000mPa.s,优选至少为1000000mPa.s;

    (b′)至少一种聚有机氢硅氧烷,选自具有下述特征的线性、环状或网状均聚物或共聚物:平均每个分子具有至少2个,优选至少3个连接在不同硅原子上的氢原子,连接在硅原子上的有机基团选自甲基、乙基、苯基,这些基团中至少60mol%(并且优选这些基团全部)是甲基,其在25℃下的粘度为5-1000mPa.s,反应物(b′)的用量使得(b′)的氢化物官能团与(a′)的乙烯基的摩尔比为0.4-10,优选为1.1-5;

    (c′)催化有效量的铂催化剂;

    (d′)对于100重量份聚有机硅氧烷(a′)+(b′)的总量来说0.5-150重量份,优选1-100重量份硅质填料。

    如果需要延缓交联,可向通过聚加成反应交联的聚有机硅氧烷组合物中添加铂催化剂的抑制剂(f′)。这些抑制剂是已知的。尤其可使用有机胺、硅氮烷、有机肟、二羧酸二酯、炔酮,并且尤其是,优选的抑制剂是炔醇(参见例如FR-A-1528 464、2 372 874和2 704 553)以及环状聚二有机硅氧烷,其基本上由单元(II)构成,其中Z=乙烯基且x=y=1,任选结合到其中n=2的单元(I)上。所述抑制剂在使用时的用量对于100份的胶(a′)来说为0.005-5重量份,优选为0.01-3重量份。

    作为优选的氢化硅烷化反应的热阻断剂(bloqueurs)的一部分的这些炔醇具有下式:

    R1-(R2)C(OH)-C≡CH

    式中:

    ●R1为直链或支化烷基,或苯基;

    ●R2为H或直链或支化烷基,或苯基;

    基团R1、R2以及位于三键的α位上的碳原子可任选形成环;

    R1、R2中所含碳原子的总数至少为5,优选为9-20。

    所述醇优选选自那些沸点高于250℃的醇。作为实例可列举:

    ●1-乙炔基-1-环己醇;

    ●3-甲基-1-十二碳炔-3-醇;

    ●3,7,11-三甲基-1-十二碳炔-3-醇;

    ●1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇;

    ●3-乙基-6-乙基-1-壬炔-3-醇;

    ●3-甲基-1-十五碳炔-3-醇。

    这些α-炔醇为市售商品。

    被称为聚加成EVC的聚有机硅氧烷组合物的制备是利用已知的机械设备实现的,例如借助于配备有螺旋混合机、辊式混合机或臂式搅拌机的装置来实现。各成分可以按任意顺序加入这些装置中,或者按照考虑了所述组合物希望是单组分形式还是双组分形式的顺序加入。

    还含有热稳定剂(S)的聚有机硅氧烷组合物可以为单组分组合物,即可以封装在单个包装内;如果组合物在使用前需贮藏,在聚加成EVC组合物的情况下,加入有效量的铂催化作用抑制剂(前面已经述及)是可取的,其在组合物的交联过程中通过加热消失。还含有添加剂的这些组合物也可为双组分组合物,即可封装在两个不同的包装内,仅有其中之一装有交联催化剂;为了获得弹性体,将两包装的内容物混合,并且由于催化剂的作用而发生交联。这些单组分和双组分组合物是本领域技术人员所熟知的。

    通常在金属催化剂(例如锡或钛的化合物)存在下在湿气作用下在环境温度下通过缩聚反应交联的双组分或单组分有机聚硅氧烷组合物的实例对于单组分组合物来说例如描述于专利US-A-3 065 194、3 542 901、3 779 986、4 417042和专利FR-A-2 638 752中,对于双组分组合物来说例如描述于专利US-A-3678 002、3 888 815、3 993 729和4 064 096中。

    缩聚组合物还可含有硅烷,所述硅烷带有两个可水解基团并用作延长的硅烷。这些双官能硅烷完全为本领域技术人员所熟知。

    本发明的组合物是贮存稳定的。其特别适用于模塑和挤出-模塑。它们易于变形,因而可获得各种不同形状。

    本发明的目的还在于热稳定有机聚硅氧烷弹性体,其可通过上文所定义的或权利要求1-8任一项所述的组合物的硬化和/或交联而获得。

    本发明的另一目的在于用于可交联形成弹性体的有机聚硅氧烷组合物的新热稳定剂(S),其为下式所示的铁(III)络合物:

    Fe[Lx;By;Cz]

    其中:

    -x、y和z表示每种物质的摩尔数,其中:

    -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3,

    -配体L为如上定义的或如权利要求1所述的β-二酮酸基(A),并且

    -配体B和C相同或不同,为羧酸根。

    优选地,

    -0<x≤3,0≤y≤(3-x-z);0≤z≤(3-x-y)且[x+y+z]=3,并且

    -配体B和C相同或不同,选自C1-C40饱和脂肪酸的羧酸根和芳族羧酸根。

    特别优选的热稳定剂是在式(II)中:

    -x=3、y=0且z=0并且,

    -配体L为β-二酮酸基,其衍生自下式(II)的硬脂酰苯甲酰甲烷β-二酮:

    用于制备本发明β-二酮酸基的β-二酮可从市场上获得,或者例如可通过专利EP 1 129 073所述的克莱森反应制备,或者如专利EP-454 623或US-5,015,623所述使酮的负碳离子与酯反应而获得。

    对于本领域技术人员而言,热稳定剂(S)的制备并不困难。例如,可混合将构成稳定剂(S)的配体A、B和C的分子、水,然后加入氢氧化钾、有机溶剂(如甲苯)以及六水合氯化铁溶夜。反应结束后,用化学常规技术进行萃取和纯化,获得本发明的稳定剂(S)。本领域技术人员将调节各组分的比例以获得所需的络合物。

    本发明的另一目的涉及以上所定义的本发明热稳定剂(S)用于由可交联成弹性体的有机聚硅氧烷组合物制备热稳定弹性体的用途。

    本发明的最后一个目的在于使有机硅弹性体热稳定的方法,其特征在于向可交联成弹性体的有机聚硅氧烷组合物中添加如上定义的本发明的热稳定剂(S)。

    【具体实施方式】

    下面将通过作为非限制性实例的具体实施方式来更详细地说明本发明。

    实施例

    实施例1:合成本发明的热稳定剂(S)

    -50=苯甲酰硬脂基甲烷(此后缩写为“R50”)

    配体A=衍生自R50的β-二酮酸基。

    a)制备稳定剂(S1):Fe[配体A]3

    在装配有锚(ancre)、温度探测器和冷却器的100ml反应器中,向76g甲醇和85g甲苯的混合物中加入19.5g(50mmol)。反应介质在60℃下搅拌,并加入6.5g 49.8重量%的氢氧化钾水溶液(即58mmol氢氧化钾,相对于β-二酮的摩尔数为1.14当量)。然后加入8.05g 54.95重量%的六水合氯化铁水溶液(即163mmol铁)。在15分钟的反应时间后,出现相的分离,用离子交换(permutée)水洗涤有机相。随后通过真空蒸馏去除溶剂,得到最终产物(14.54g,棕红色固体,熔点:33℃)。

    b)制备稳定剂(S2):Fe[(配体A)1,(硬脂酸根)1,(辛酸根)1]

    在装配有冷却器、锚和温度探测器的200ml反应器中,作为底料(en pied)加入4.91g纯度为50%的硬脂酸(18.1mmol)、2.55g辛酸(17.7mmol)和6.86g(17.8mmol)以及10.64g水。在环境温度下搅拌,并加入5.23g 49.6重量%的氢氧化钾(46.9mmol)。然后加入61.51g甲苯,最后加入9.09g 53.32重量%的六水合氯化铁水溶液(即17.9mmol铁)。反应进行15分钟后,停止搅拌,介质沉降。相出现分离。洗涤有机相(离子交换水+50重量%氢氧化钾水溶液)直至pH为中性。随后通过真空蒸馏去除甲苯以得到11.9g最终产物(收率=78%)。

    c)制备铁(III)络合物的稳定剂(S3):Fe[(配体A)1,(苯甲酸根)1,(辛酸根)1]:

    在装配有冷却器、锚和温度探测器的200ml反应器中,作为底料加入2.58g苯甲酸(21.1mmol)、3g辛酸(21mmol)和8.26g(21.4mmol)以及29.21g水。在环境温度下搅拌,并加入9.38g 49.8重量%的氢氧化钾(83.4mmol)。然后加入42.72g甲苯,最后加入10.90g 54.95重量%的六水合氯化铁水溶液(即22.2mmol铁)。反应进行15分钟后,停止搅拌,介质沉降。相出现分离。用离子交换水洗涤有机相。随后通过真空蒸馏去除甲苯以得到最终产物(14.52g,收率=97%,熔点=34℃)。

    通过改变起始成分来重复这种操作方式并且制备稳定剂(S4)和(S5)。

    Fe(III)络合物的结构:Fe[配体A,苯甲酸根,辛酸根]

    实施例2:在过氧化物存在下可热硫化的有机聚硅氧烷组合物

    使用搅拌机紧密混合:

    ●100份聚有机硅氧烷a),其为聚(二甲基)(甲基乙烯基)-硅氧烷,其两端的每一端用三甲基甲硅烷氧基单元封端,链中含有720ppm的乙烯基,其在25℃下的粘度为20 000 000mPa.s;

    ●46份经过D4(八甲基环四硅氧烷)处理的燃烧法二氧化硅,比表面积为200m2/g;

    ●2.4份聚二甲基硅氧烷油,其两端用二甲基羟基甲硅烷氧基单元封端,含有9重量%的羟基OH,其在25℃下的粘度为50mPa.s,以及

    ●1份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂;

    由此获得基础混合物,将其转移到辊式混合机上,对于100份上述这种混合物,向其中掺入1.25份过氧化2,4-二氯苯甲酰(50%)(CAS No.133-14-2),然后对于100份混合物,根据试验的不同加入x重量份的稳定剂(S4)或(S5)。

    随后将该组合物成型,在约115℃下交联8分钟。所得弹性体在250℃下暴露3天并在相同温度下持续7天。实验结果示于下表1中,由此即可看出利用本发明试验1和2的添加剂稳定化后的EVC具有耐热性且能够保持良好的弹性性能。

    表1:结果

    表1中的缩写:

    DSA:肖氏A硬度   (标准DIN 53 505)

    RZ:回弹性         (标准DIN 53 512;数值以%表示)

    R/R:断裂强度      (标准NF-46 002;数值以M.Pa表示)

    A/R:断裂伸长率    (标准NF-46 002;数值以%表示)。

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本发明涉及热稳定有机硅弹性体以及可通过在过氧化物存在下的硫化、缩聚或聚加成反应而获得所述弹性体的有机聚硅氧烷组合物。所述有机硅弹性体的热稳定性是通过添加衍生自铁(III)络合物的添加剂获得的。。

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