КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛАСТОМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2012 года по МПК C08L83/04 C08J5/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к кремнийорганической эластомерной композиции и получаемому из нее кремнийорганическому эластомеру.

Описание предшествующего уровня техники

Кремнийорганический эластомер, под которым подразумевается эластомерный органополисилоксан, может быть получен с применением разнообразных органосилоксановых олигомеров, полимеров и наполнителей. Выбор конкретной комбинации органосилоксана, наполнителя и условий реакции обусловлен, по меньшей мере частично, физическими свойствами, желательными для отвержденного эластомера. Конкретные конечные применения могут иметь преимущество благодаря кремнийорганическому эластомеру низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв.

Рецептуры, применяемые для получения эластомерного органополисилоксана, варьируют в вязкости от текучих жидкостей до нетекучих смол, которые могут обрабатываться только при высоком уровне сдвига, достигаемой применением двух- или трехвалковой резиновой мельницы. Жидкий силикон в настоящее время может достигать только промежуточной величины разрыва с нежелательно высокой величиной жесткости.

Предшествующий уровень техники впервые описывает эластомерные полиорганосилоксаны, проявляющие различные комбинации свойств, желательных для конкретных конечных применений, однако эластомер проявляет определенную желательную комбинацию свойств, которая раньше не была обеспечена для различных желательных конечных применений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В этом кратком описании отмечается, что авторы настоящего изобретения неожиданно впервые нашли, в одном специфическом варианте осуществления, отверждаемую композицию(и), образующую кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв. Эта отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, включает в себя однозначно определяемую комбинацию(и) полиорганосилоксанов и органоводородполисилоксанов, где полиорганосилоксаны и органоводородполисилоксаны содержат как линейные, так и смоляные полиорганосилоксаны.

Таким образом, в одном варианте осуществления, предоставляется отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, включающая в себя:

(A) по меньшей мере два органополисилоксана, где каждый независимо содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу, при условии, что упомянутые по меньшей мере два органополисилоксана (A) содержат по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан;

(B) по меньшей мере два органоводородполисилоксана, где каждый независимо содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атомов водорода на молекулу, при условии, что упомянутые по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере один по существу линейный органоводородполисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан, где упомянутые по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) применяются в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (B), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в по меньшей мере двух органополисилоксанах (A), составляет от около 1,3 до приблизительно 2,2;

(C) наполнитель, в количестве от около 15 до приблизительно 45 частей на сто частей полиорганосилоксана (A);

(D) катализатор; и

(Е) ингибитор.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления изобретения, авторами настоящего изобретения впервые было обнаружено, что улучшенная отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, получается путем применения как линейного, так и смоляного полиорганосилоксанов, также как линейных и смоляных органоводородполисилоксанов; объединенных со специфическим уровнем загрузки наполнителя. Используемую здесь прочность на разрыв измеряли способом ASTM-теста на разрыв B (как определено способом ASTM D-624-86) и сообщали как среднее по меньшей мере 3 измерений, где "высокая" прочность на разрыв представляет собой уровень прочности на разрыв больший, чем около 180 фунтов на дюйм (ppi).

Используемую здесь жесткость измеряли в ASTM-тесте на жесткость A согласно ASTM D-2240-86, где низкая жесткость представляет собой уровень жесткости менее чем около 40.

Применяемые здесь термины полиорганосилоксан и органополисилоксан являются взаимозаменяемыми друг с другом.

Применяемые здесь термины органоводородполисилоксан и полиоргановодородсилоксан применяются как взаимозаменяемые друг с другом.

Будет понятно, что здесь все использования термина «сантистоксы» относятся к 25 градусам Цельсия.

Будет понятно, что здесь все специфические, более специфические и наиболее специфические диапазоны, приводимые здесь, включают в себя все поддиапазоны внутри указанных.

Будет понятно, что здесь, пока не указано иное, все проценты по массе основываются на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органополисилоксана (A) могут представлять собой любой известный или коммерчески применяемый органополисилоксан, с условиями, что каждый из по меньшей мере двух органополисилоксанов (A) независимо содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу и что по меньшей мере два органополисилоксана (A) содержат по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан.

В следующем варианте осуществления, органогруппы в по меньшей мере двух органополисилоксанах (A) могут представлять собой любую органогруппу, обычно ассоциированную с такими полимерами и обычно могут являться выбранными из не-ограничивающих примеров алкильных радикалов, имеющих от 1 до приблизительно 8 атомов углерода, таких как метил, этил, пропил; циклоалкильных радикалов, таких как циклогексил, циклогептил, циклооктил; моноядерных арильных радикалов, таких как фенил, метилфенил, этилфенил; алкенильных радикалов, таких как винил и аллил; и галогеналкилрадикалов, таких как 3,3,3-трифторпропил. В более специфическом варианте осуществления, органогруппы представляют собой алкильные радикалы, имеющие от 1 до 8 атомов углерода, и наиболее предпочтительно представляют собой метил. В следующем более специфическом варианте осуществления органогруппы включают в себя метил и/или фенил.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органополисилоксана (A) включают в себя продукт реакции линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана и трехмерного полиорганосилоксана, при условии, что каждый из по меньшей мере двух органополисилоксанов (A) содержит по меньшей мере две алкенильных группы на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два полиорганосилоксана (A) далее могут включать в себя, в добавление к по меньшей мере двум полиорганосилоксанам, которые независимо содержат по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу, по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан; не содержащий алкенила полиорганосилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана, циклического органополисилоксана, трехмерного полиорганосилоксана, смоляного полиорганосилоксана и их комбинации, где каждый полиорганосилоксан не содержит любых алкенильных групп. В одном специфическом варианте осуществления, полиорганосилоксан, который не содержит любых алкенильных групп, как описано выше, может присутствовать в количестве предпочтительно менее чем около 5 процентов по массе, основываясь на общей массе композиции, образующей описанный здесь отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель.

В одном специфическом варианте осуществления, линейный полиорганосилоксан определяется как по существу линейный полиорганосилоксан, который может нести концевые триорганосилоксильные группы (M фрагменты) на концевом фрагменте молекулярной цепи и может иметь молекулярный скелет, состоящий из в основном из повторения диорганосилоксановых фрагментов (D фрагменты), в которых M=R¹R²R³SiO_1/2 и D=R⁴R⁵SiO_1/2, где R¹, R², R³, R⁴, и R⁵ независимо являются выбранными из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации, при условии, что по меньшей мере два полиорганосилоксана (A) содержат по меньшей мере две алкенильных группы на молекулу. В одном специфическом варианте осуществления, по существу линейный полиорганосилоксан, применяемый здесь, представляет собой полиорганосилоксан, который содержит предпочтительно менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно менее чем около 20 процентов по массе и наиболее предпочтительно менее чем около 10 процентов по массе от T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу линейного полиорганосилоксана, где T=R⁶SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R⁶ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации, при условии, что по меньшей мере два полиорганосилоксана (A) содержит по меньшей мере две алкенильных группы на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, по существу линейный полиорганосилоксан будет представлять собой жидкость и по существу смоляной полиорганосилоксан будет являться твердым; хотя нет причин предполагать, что не может быть по существу линейного полиорганосилоксана, который является твердым и по существу смоляного полиорганосилоксана, который является жидкостью. В других вариантах осуществления, по существу линейный органоводородполисилоксан и по существу смоляной органоводородполисилоксан имеют те же определения для линейного и смоляного органоводородполисилоксана, как предоставлено выше со ссылкой на по меньшей мере два органополисилоксана (A).

В другом специфическом варианте осуществления, разветвленный полиорганосилоксан определяется как линейный полиорганосилоксан с условием, что линейный полиорганосилоксан включает в себя разветвленные кремнийорганические цепи, которые требуют, чтобы полиорганосилоксан имел некоторые T и/или Q функциональные группы, где T и Q определены выше для по существу линейного полиорганосилоксана, но не так много T и/или Q функциональных групп, чтобы привести к образованию трехмерной сети разветвленного полиорганосилоксана; далее, разветвленный полиорганосилоксан вынужден иметь избыток D функциональной группы в соответствии с некоторыми T и/или Q функциональными группами для образования разветвленных кремнийорганических цепей, где D определяется как ранее.

В другом специфическом варианте осуществления, циклический полиорганосилоксан определяется как циклическая структура, содержащая от около 3 до приблизительно 10 атомов кремния и более предпочтительно от около 3 до приблизительно 6 атомов кремния, более предпочтительно по-прежнему, что циклический полиорганосилоксан имеет формулу, выбранную из группы, состоящей из D₃, D₄, D₅, и D₆, где D определяется как выше. В другом специфическом варианте осуществления, трехмерный полиорганосилоксан определяется как продукт реакции M, D, T и Q фрагментов в любой возможной комбинации, где M, D, T и Q имеют те же предоставленные выше определения, при условии, что трехмерный органополисилоксан содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу и включает в себя по меньшей мере один D фрагмент в комбинации с по меньшей мере одним T и/или Q фрагментом, где T, D и Q определены выше.

В одном специфическом варианте осуществления, по существу смоляной полиорганосилоксан, который имеет общее определение трехмерного полиорганосилоксана (A), предоставленое выше, далее включает в себя предпочтительно не менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно не менее чем около 40 процентов по массе и наиболее предпочтительно не менее чем около 50 процентов по массе от T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу смоляного полиорганосилоксана, где T и Q определены, как описано выше, при условии, что по существу смоляной полиорганосилоксан содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, каждый из по меньшей мере одного по существу линейного органополисилоксана и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан имеют вязкость предпочтительно от около 10 до приблизительно 1000000, более предпочтительно от около 25 до приблизительно 500000 и наиболее предпочтительно от около 50 до приблизительно 100000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия и имеют формулу:

M_aM^vi _bD_cD^vi _dT_eT^vi _fQ_g,

где

M=R⁷R⁸R⁹SiO_1/2;

M^vi=R¹⁰R¹¹R¹²SiO_1/2;

D=R¹³R¹⁴SiO_2/2;

T=R¹⁷SiO_3/2;

T^vi=R¹⁸SiO_3/2; и

Q=SiO_4/2,

где R⁷, R⁸, R⁹, R¹³, R¹⁴ и R¹⁷ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁰ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R¹¹ и R¹² независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁵ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R¹⁶ представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁷ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода; стехиометрические индексы a, b, c, d, e, f, и g или представляют собой ноль, или положительное число со следующими ограничениями: c - больше чем 10; d равно от нуля до приблизительно 20; когда d=0, b=2; b равно от нуля до двух, при условии, что когда b=0, d=2; b+d равно от 2 до приблизительно 20, когда b=1, a=1; a+b>2; и в по существу линейном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d>e+f+g; и в по существу смоляном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d<e+f+g; и органополисилоксан (A) содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два полиорганосилоксана (A) включают в себя линейный полиорганосилоксан, как описано выше, где упомянутый линейный полиорганосилоксан представляет собой по меньшей мере один линейный полиорганосилоксан, выбранный из Таблицы А ниже, и М, М^VI, D, и D^VI имеют те же определения фрагмента, как предоставляли выше для формулы M_aM^vi _bD_cD^vi _dT_eT^vi _fQ_g, и D(Ph) имеет то же определение, как D, при условии, что R¹³ и/или R¹⁴ включают в себя фенил. Будет понятно, что здесь процент винила представляет собой процент по массе содержания винила, основываясь на общей массе специфического органополисилоксана.

Таблица A Формула Вязкость (cps) Процент винила Полиорганосилоксан с фрагментом винила в цепи 200 0,438 M^viD₁₀₀M^vi от около 200 до приблизительно 300 0,62 M^viD₁₄₀M^vi от около 500 до приблизительно 1000 0,34 MD₁₆₀M^vi от около 400 до приблизительно 700 0,195 M^viD₄₂₀M^vi 4000 0,18 M^viD₈₀₀M^vi 40000 0,08 Не приведен 35000 0,061 M^viD₉₀₀M^vi 65000 0,08 M^viD₁₁₀₀M^vi 80000 0,06 MD_XD^vi _XM; винила 0,176% 10000 0,176 M^viD₂₂₀D(Ph)₁₈M^vi 3500 0,23 M^viD₁₆₀D^vi ₅M^vi 500 1,65 M^viD₇₅D^vi ₁₂M^vi 200 5,42 M^viD₅₆₀D^vi ₃₆M^vi 4000 2

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два полиорганосилоксана (А), которые могут включать в себя по существу смоляной полиорганосилоксан, как описано выше, где упомянутый по существу смоляной полиорганосилоксан представляет собой по меньшей мере один смоляной полиорганосилоксан, выбранный из Таблицы В ниже, и М, М^VI, D^V1 и Q имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы M_aM^vi _bD_cD^vi _dT_eT^vi _fQ_g:

Таблица B Формула Вязкость (cps) Процент винила/процент смолы в ксилоле (если присутствует) M_ХD^vi _ХQ_Х от около 8 до приблизительно 13 2,5/60 M^vi _3XQ_Х от около 15 до приблизительно 150 18,5 M_ХQ_ХD^vi _Х от около 8 до приблизительно 15 2,5 M_ХM^vi _ХQ_Х от около 10 до приблизительно 30 2,4/80 M_ХM^vi _ХQ_Х от около 8 до приблизительно 15 2,4/60

В одном специфическом варианте осуществления, будет понятно, что по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу, содержащиеся в каждом из по меньшей мере двух полиорганосилоксанов (A), могут быть локализованы при концевом положении и/или между концевыми положениями по меньшей мере двух полиорганосилоксанов (A); при условии, что присутствуют по меньшей мере две связанных через атом кремния алкенильных группы, содержащихся в каждом из по меньшей мере двух полиорганосилоксанов (A); в другом специфическом варианте осуществления, алкенильная группа, применяемая здесь, обозначает линейную или разветвленную алкенильную группу, содержащую от 2 до приблизительно 12 атомов углерода на группа и по меньшей мере одну двойную связь между двумя атомами углерода на группу. В следующем варианте осуществления, неограничивающие примеры алкенильных групп включают в себя винил, пропенил, бутенил, пентенил, гексенил, гептенил, октенил, ноненил, деценил, ундеценил, додеценил и их комбинации.

В одном варианте осуществления, соединения, приемлемые как по меньшей мере два органополисилоксана (A), каждое независимо содержащее по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу, включают в себя, без органичения, винил-, пропенил- и бутенилсодержащие полиорганосилоксаны и их комбинации.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильные группы содержат от 1 до приблизительно 6 атомов углерода. В другом варианте осуществления, по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильные группы представляют собой винил.

В другом специфическом варианте осуществления, по существу смоляной органополисилоксан вносит основную часть общего количества связанных через атом кремния алкенильных групп, содержащихся в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В другом специфическом варианте осуществления, по существу смоляной органополисилоксан содержит предпочтительно от около 70 до приблизительно 95 процентов по массе, более предпочтительно от около 75 до приблизительно 90 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 80 до приблизительно 85 процентов по массе, основываясь на общей массе связанных через атом кремния алкенильных групп, содержащихся в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В другом специфическом варианте осуществления, по существу линейный органополисилоксан вносит меньшую часть общего количества связанных через атом кремния алкенильных групп, содержащихся в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В другом специфическом варианте осуществления, по существу линейный органополисилоксан содержит предпочтительно от около 5 до приблизительно 30 процентов по массе, более предпочтительно от около 10 до приблизительно 25 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 15 до приблизительно 20 процентов по массе от общей массы связанных через атом кремния алкенильных групп, содержащихся в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В другом, более специфическом, варианте осуществления, количество по существу линейного органополисилоксана предпочтительно составляет от около 55 до приблизительно 85 процентов по массе, более предпочтительно от около 60 до приблизительно 80 процентов по массе, и наиболее предпочтительно от около 65 до приблизительно 75 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В следующем, более специфическом варианте осуществления, количество по существу смоляного органополисилоксана предпочтительно составляет от около 0,5 до приблизительно 5 процентов по массе, более предпочтительно от около 1 до приблизительно 3 процентов по массе, и наиболее предпочтительно от около 1,5 до приблизительно 2,5 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В следующем варианте осуществления, любая комбинация по существу линейного полиорганосилоксана и смоляного полиорганосилоксана может быть применена в зависимости от желаемых физических свойств получаемого из нее отверждаемого, с высокой прочностью на разрыв, кремнийорганического эластомера низкой жесткости, при условии, что по меньшей мере два органополисилоксана (A) каждый содержат по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу и по меньшей мере два органополисилоксана (A) содержат по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан.

Для того чтобы образовать поперечную связь между по меньшей мере двумя органополисилоксанами (A) и по меньшей мере двумя органоводородполисилоксанами (B) и образовать двух- или трехмерную отверждаемую композицию, образующую кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, как здесь описано, существует необходимость в присутствии по меньшей мере двух связанных через атомы кремния атома водорода на каждом из по меньшей мере два органоводородполисилоксанов (B) и по меньшей мере двух алкенильных группах на каждом из по меньшей мере двух органополисилоксанов (A). Также будет понятно, что образование отвержденного кремнийорганического эластомера низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв, получаемого здесь, включает в себя двухмерное или трехмерное кросс-связывание кремнийорганической полимерной сети, которая представляет собой отверждаемую композицию, образующую описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут представлять собой любой известный или коммерчески применяемый органоводородполисилоксан с условиями, что каждый из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B) независимо содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу и что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере один по существу линейный органоводородполисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан. В следующем специфическом варианте осуществления, каждый из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B) может быть по существу свободным от алифатической ненасыщенности.

В одном специфическом варианте осуществления, каждый из по меньшей мере одного по существу линейного органоводородполисилоксана и по меньшей мере одного по существу смоляного органоводородполисилоксана имеет вязкость предпочтительно от 0,1 до приблизительно 2000, более предпочтительно от около 0,5 до приблизительно 1000 и наиболее предпочтительно от около 1 до приблизительно 500 сантипуаз при 25 градусах Цельсия.

В другом специфическом варианте осуществления, органогруппы по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B) могут представлять собой любую органогруппу, такую как те, что описаны выше для по меньшей мере двух органополисилоксанов (A). В следующем, более специфическом варианте осуществления, органогруппы по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B) включают в себя метил и/или фенил.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) включает в себя продукт реакции линейного органоводородполисилоксана, разветвленного органоводородполисилоксана, и трехмерного органоводородполисилоксана, при условии, что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, линейный органоводородполисилоксан определяется как по существу линейный органоводородполисилоксан, который может нести концевые M фрагменты на концевых фрагментах молекулярной цепи и имеющий молекулярный скелет, состоящий в основном из повторения D фрагментов, где M=R¹⁹R²⁰R²¹SiO_1/2 и D=R²²R²³SiO_1/2, где R¹⁹, R²⁰, R²¹, R²² и R²³ независимо являются выбранными из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; атома водорода; и их комбинации, при условии, что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу. В другом специфическом варианте осуществления, будет понятно, что по существу линейный органоводородполисилоксан представляет собой органоводородполисилоксан, который включает в себя предпочтительно менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно менее чем около 20 процентов по массе и наиболее предпочтительно менее чем около 10 процентов по массе от T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу линейного органоводородполисилоксана, где T=R²⁴SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R²⁴ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; атома водорода; и их комбинации, при условии, что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.

В другом специфическом варианте осуществления, разветвленный органоводородполисилоксан определяется как линейный органоводородполисилоксан, при условии, что линейный органоводородполисилоксан включает в себя разветвленные кремнийорганические цепи, которые требуют для разветвленного органоводородполисилоксана иметь некоторые T и/или Q функциональные группы, где T и/или Q определены выше для линейного органоводородполисилоксана, но не достаточное количество T и/или Q функциональных групп для того, чтобы разветвленный органоводородполисилоксан образовывал трехмерную сеть; и, кроме того, разветвленный органоводородполисилоксан вынужден иметь избыток D функциональной группы в соответствии с некоторыми T и/или Q функциональными группами для образования разветвленных кремнийорганических цепей, где D определен выше для линейного органоводородполисилоксана.

В другом специфическом варианте осуществления, циклический органоводородполисилоксан определяется как циклическая структура, включающая в себя от около 3 до приблизительно 10 атомов кремния и более предпочтительно от около 3 до приблизительно 6 атомов кремния, по-прежнему более предпочтительно, что циклический органоводородполисилоксан имеет формулу, выбранную из группы, состоящей из D₃, D₄, D₅, и D₆, где D=R²⁵R²⁶SiO_1/2, где R²⁵ и R²⁶ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода, при условии, что циклический органоводородполисилоксан содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.

В другом специфическом варианте осуществления, трехмерный органоводородполисилоксан определяется как продукт реакции M, D, T и Q фрагментов в любой возможной комбинации, где M, D, T и Q имеют те же определения, что предоставлены выше для по существу линейного органоводородполисилоксана, при условии, что трехмерный органоводородполисилоксан содержит по меньшей мере два связанных через атом кремния атома водорода на молекулу и включает в себя по меньшей мере один D фрагмент в комбинации с по меньшей мере одним T и/или Q фрагментом, где T, D и Q определены выше для линейного органоводородполисилоксана (B).

В одном специфическом варианте осуществления, будет понятно, что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут включать в себя по существу смоляной органоводородполисилоксан, который имеет общее определение трехмерного органоводородполисилоксана (B), предоставленное выше, и далее включает в себя предпочтительно не менее чем около 30 процентов по массе, более предпочтительно не менее чем около 40 процентов по массе и наиболее предпочтительно не менее чем около 50 процентов по массе T и/или Q фрагментов, основываясь на массе по существу смоляного органоводородполисилоксана, где T и Q фрагменты определяется как описано выше для линейного органоводородполисилоксана (B), при условии, что органоводородполисилоксан (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, предоставляется отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, где каждый из по меньшей мере одного по существу линейный органоводородполисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан имеют формулу:

M_hM^H _iD_jD^H _kT_LT^H _mQ_n;

где

M=R²⁷R²⁸R²⁹SiO_1/2;

M^H=R³⁰R³¹HSiO_1/2;

D=R³²R³³SiO_2/2;

D^H=R³⁴HSiO_2/2;

T=R³⁵SiO_3/2;

T^H=HSiO_3/2; и

Q=SiO_4/2;

где R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³², R³³ и R³⁵ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода, и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности; R³⁰, R³¹ и R³⁴ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или атом водорода, и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности, стехиометрические индексы h, i, j, k, L, m и n представляют собой ноль или положительное число со следующими ограничениями: j является большим, чем 0; k равно от нуля до приблизительно 20, когда k=0, i=2; h равно от нуля до приблизительно 2; число имеет дополнительное ограничение в том, что i+k равно от 2 до приблизительно 60, когда i=1, h=1; h+i>2; и в по меньшей мере одном по существу линейном органоводородполисилоксане, если L+m+n>0, затем h+i+j+k>L+m+n; и в по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан, когда L+m+n>0, затем L+m+n>h+i+j+k и каждый из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу. В другом специфическом варианте осуществления, будет понятно, что по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода, содержащихся в каждом из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B), могут быть локализованы при концевом положении и/или между концевыми положениями по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B); при условии, что существуют по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода в каждом из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B), на молекулу.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут включать в себя линейный органоводородполисилоксан, как описано выше, где упомянутый линейный органоводородполисилоксан представляет собой по меньшей мере один линейный органоводородполисилоксан, выбранный из Таблицы C ниже, и M, M^H, D и D^H имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы: M_hM^H _iD_jD^H _kT_LT^H _mQ_n. Будет понятно, что процент гидрида по массе основан на массе специфического органоводородполисилоксана.

Таблица C Формула Вязкость (cps) Процент гидрида по массе M^HD₃М^H 2 0,52 M^HD₆М^H 2 0,346 M^HD₂₅М^H 25 0,11 M^HD₅₀М^H 50 0,055 M^H _iD₅₀D^H ₅₀М^H 50 0,86 M^H _iD₁₀₀D^H ₂₂М^H 100 0,23 MD^H ₄М 1,5 0,098 MD₂₀D^H ₁₀М 30 0,4 MD₂₀D^H ₂₀М 30 0,74 MD^H ₂₀М 25 1,65

В другом специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут включать в себя по существу смоляной органоводородполисилоксан, как описано выше, где упомянутый по существу смоляной органоводородполисилоксан представляет собой по меньшей мере один смоляной органоводородполисилоксан, выбранный из Таблицы D ниже, и M, M^H, T и Q имеют те же определения фрагмента, как предоставлено выше для формулы M_hM^H _iD_jD^H _kT^H _mQ_n.

Таблица D Формула Вязкость (cps) Процент гидрида по массе M^H ₃М₁₂Т₁₀Q₁₀ от около 40 до приблизительно 200 700 ppm M^H _2хQ_Х от около 10 до приблизительно 26 0,9

В следующем отличном специфическом варианте осуществления, будет понятно, что по меньшей мере два связанные через атом кремния атома водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (B), могут быть локализованы при концевом положении и/или между концевыми положениями каждого из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (B); при условии, что существуют по меньшей мере две присоединенных через атом кремния атома водорода в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (B) на молекулу.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут включать в себя два или более тех же или различных по существу линейных органоводородполисилоксана, как здесь описано. В другом специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) могут включать в себя два или более тех же или различных по существу смоляных органоводородполисилоксана, как здесь описано.

В следующем специфическом варианте осуществления, любая комбинация по существу линейного органоводородполисилоксана и по существу смоляного органоводородполисилоксана может быть применена в зависимости от желаемых физических свойств получаемого из нее отверждаемого, с высокой прочностью на разрыв, кремнийорганического эластомера низкой жесткости, при условии, что по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) каждый содержат по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу и по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) содержат по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органополисилоксана (A) и по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) применяются в количествах, которые будут обеспечивать желательную отверждаемую, с высокой прочностью на разрыв, кремнийорганическую композицию с низкой жесткостью и/или желательный отверждаемый, с высокой прочностью на разрыв, кремнийорганический эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, упомянутые по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) применяются в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (B), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в по меньшей мере двух органополисилоксанах (A), предпочтительно составляет от около 1,3 до приблизительно 2,2, более предпочтительно от около 1,4 до приблизительно 2,0 и наиболее предпочтительно от около 1,5 до приблизительно 1,8.

В одном специфическом варианте осуществления, фраза "общее количество связанных через атом кремния атомов водорода", применяемая здесь, относится к математической сумме всех случаев присутствия Si-H связи во всех индивидуальных молекулах, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (B).

В другом специфическом варианте осуществления, по существу смоляной органоводородполисилоксан вносит большинство общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В другом специфическом варианте осуществления, по существу смоляной органоводородполисилоксан содержит предпочтительно от около 65 до приблизительно 85 процентов по массе, более предпочтительно от около 68 до приблизительно 82 процентов по массе и наиболее предпочтительно от около 70 до приблизительно 80 процентов по массе, основываясь на общей массе, связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В другом специфическом варианте осуществления, по существу линейный органоводородполисилоксан вносит меньшую часть общего количества связанных через атом кремния атомов водорода в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В другом специфическом варианте осуществления, по существу линейный органоводородполисилоксан содержит предпочтительно от около 15 до приблизительно 35 частей по массе, более предпочтительно от около 18 до приблизительно 32 частей по массе, и наиболее предпочтительно от около 20 до приблизительно 30 частей по массе от общего количества из по меньшей мере двух присоединенных через атом кремния атомов водорода в отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В другом более специфическом варианте осуществления, количество по существу линейного органоводородполисилоксана предпочтительно составляет от около 0,5 до приблизительно 5 процентов по массе, более предпочтительно от около 0,7 до приблизительно 3,5 процентов по массе, и наиболее предпочтительно от около 1,0 до приблизительно 2,0 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В следующем, более специфическом варианте осуществления, количество по существу смоляного органоводородполисилоксана предпочтительно составляет от около 0,5 до приблизительно 7 процентов по массе, более предпочтительно от около 1 до приблизительно 4 процентов по массе, и наиболее предпочтительно от около 1,5 до приблизительно 2,5 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, по меньшей мере два органополисилоксана (A) и по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) применяются в количествах, которые будут образовывать желательную отверждаемую композицию, образующую кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, и/или желательный кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв.

В другом специфическом варианте осуществления, наполнитель (C) может являться известным или коммерчески применяемым наполнителем. В следующем специфическом варианте осуществления, наполнитель (C) представляет собой компонент, который обычно применяется в кремнийорганической резине или любых других резинах для сообщения физической и механической прочности отвержденной кремнийорганической резине. В одном варианте осуществления, наполнитель (C) может представлять собой любой из неограничивающих примеров, выбранных из группы, состоящей из оксида кремния, пирогенного силикагеля, осажденного оксида кремния, оксида титана, окиси алюминия, глины, волластонита, кварца, и их комбинации. В одном специфическом варианте осуществления, пирогенный силикагель и сажа являются неограничивающими примерами армирующего наполнителя. В другом специфическом варианте осуществления, предоставлены полуармирующие наполнители, такие как, без ограничения, осажденный оксид кремния, обработанная глина и обработанный волластонит. В другом специфическом варианте осуществления, оксид кремния, оксид титана, окись алюминия, глина и кварц представляют собой некоторые неограничивающие примеры расширяющих наполнителей. В одном специфическом варианте осуществления, наполнитель (C) включает в себя армирующий наполнитель и необязательно описанный здесь любой другой наполнитель. В одном специфическом варианте осуществления, пирогенный силикагель может представлять собой коммерчески доступный пирогенный силикагель.

В одном варианте осуществления, наполнитель (C) предоставляется в количестве, которое сообщает желаемую физическую прочность, при одновременном контроля жесткости.

В одном варианте осуществления, наполнитель (C) предоставляется в количестве, которое сообщает желаемую физическую прочность. В одном специфическом варианте осуществления, наполнитель (C) присутствует в количестве предпочтительно от 15 до приблизительно 30 процентов по массе, более предпочтительно от около 18 до приблизительно 28 процентов по массе, и наиболее предпочтительно от около20 до приблизительно 25 процентов по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, наполнитель (C) присутствует в количестве, в частности, от около 18 до приблизительно 45 частей по массе, более предпочтительно от около 24 до приблизительно 43 частей по массе, и наиболее предпочтительно от около 28 до приблизительно 35 частей по массе на 100 частей по меньшей мере двух органополисилоксанов (A).

В одном специфическом варианте осуществления, предоставляется наполнитель (C), который может включать в себя два или более наполнителей, которые являются различными и, далее, эти наполнители могут являться или обработанными, или необработанными.

В одном специфическом варианте осуществления, наполнитель может иметь площадь поверхности предпочтительно от около 30 микрон до приблизительно 400 м²/г, более предпочтительно от около 5 микрон до приблизительно 300 м²/г и наиболее предпочтительно от около 50 м²/г до приблизительно 200 м²/г. В другом специфическом варианте осуществления, наполнитель может иметь размер частиц (средний диаметр) от около 5 нанометров (нм) до приблизительно 200 нанометров, более предпочтительно, от около 7 нм до приблизительно 100 нм и наиболее предпочтительно около 10 нм до приблизительно 50 нм.

В следующем отличном специфическом варианте осуществления, катализатор (D) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый катализатор, который будет ускорять отверждение, вызываемое путем реакции присоединения по меньшей мере двух полиорганосилоксанов (A) к по меньшей мере двум органоводородполисилоксанам (B). В одном специфическом варианте осуществления, катализатор (D) представляет собой по меньшей мере один катализатор группы VIIIB. В одном специфическом варианте осуществления, катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор. В следующем варианте осуществления, неограничивающие примеры платиновых катализаторов включают в себя платиновую чернь, хлорплатиновую кислоту, модифицированные спиртом продукты хлорплатиновой кислоты и комплексы хлорплатиновой кислоты с олефинами, альдегидами, винилсилоксанами или ацетиленовыми спиртами и их комбинации. В другом специфическом варианте осуществления, катализатор (D) представляет собой палладиевый катализатор, такой как, без ограничения, тетракис(трифенилфосфин)палладий. В следующем отличном специфическом варианте осуществления, катализатор (D) представляет собой родиевый катализатор, такой как, без ограничения, родий-олефиновые комплексы и хлортрис(трифенилфосфин)родий. В одном варианте осуществления, катализатор (D) может быть добавлен в так называемом каталитически эффективном количестве, которое может соответственно являться большим или небольшим согласно желаемой скорости отверждения. В одном специфическом варианте осуществления, катализатор (D) может присутствовать предпочтительно в количестве, варьирующемся от около 3 до приблизительно 30 частей на миллион (м.д.), более предпочтительно от около 5 до приблизительно 20 м.д., и наиболее предпочтительно от около 10 до приблизительно 15 м.д. В одном варианте осуществления, количество катализатора (d) представляет собой общее количество платины, присутствующей в описанной здесь композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном специфическом варианте осуществления, предоставляется катализатор (D), который может включать в себя два или несколько катализаторов, которые являются различными.

В следующем специфическом варианте осуществления, ингибитор (E) может представлять собой любой известный или коммерчески применяемый ингибитор, который будет в достаточной мере контролировать время отверждения компонентов (A), (B), (C) и (D) и позволять отверждаемой композиции, образующей гистерезисный кремнийорганический гель, достигать практического применения. В одном специфическом варианте осуществления, ингибитор (E) может содержать алифатическую ненасыщенность. В другом специфическом варианте осуществления, ингибитор (E) может не иметь алифатической ненасыщенности. В следующем варианте осуществления, неограничивающие примеры ингибитора (E) являются выбранными из группы, состоящей из диаллил малеата, D-4-винила, 2-метил-3-бутен-2-ола, 1-этинил-1-циклогексанола, 3,5,-диметил-1-гексин-3-ола и их комбинации. В одном специфическом варианте осуществления, ингибитор (E) применяется в количестве, в частности, от около 0,01 до приблизительно 0,2 частей по массе, более предпочтительно от около 0,015 до приблизительно 0,15 частей по массе, и наиболее предпочтительно от около 0,02 до приблизительно 0,06 частей по массе, основываясь на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В одном специфическом варианте осуществления, предоставляется ингибитор (E), который может включать в себя два или несколько ингибиторов, которые являются различными.

В одном специфическом варианте осуществления, предоставляется отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, включающая в себя специфическую рецептуру, в которой по меньшей мере два органополисилоксана (A) представляют собой комбинацию (A-i) по существу линейного винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 50000 до приблизительно 80000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, и присутствующего в количестве от около 45 до приблизительно 50 процентов по массе; (A-ii) по существу линейного винил органополисилоксана, имеющего вязкость от около 20000 до приблизительно 45000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, и присутствующего в количестве от около 20 до приблизительно 25 процентов по массе; (A-iii) по существу смоляного винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 15 до приблизительно 250 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, и присутствующего в количестве от около 1,5 до приблизительно 2,5 процентов по массе; по меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) представляют собой комбинацию (B-i) по существу линейного органоводородполисилоксана, где (B-i) имеет концевой, связанный через атом кремния атом водорода и дополнительный, связанный через атом кремния атом водорода помимо концевого, связанного через атом кремния атома водорода на молекулу, и имеет вязкость от около 15 до приблизительно 100 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, присутствует в количестве от около 0,5 до приблизительно 1 процентов по массе; и (B-ii) по существу линейного органоводородполисилоксана, содержащего связанные через атом кремния атомы водорода, которые являются только концевыми, связанными через атом кремния атомами водорода на молекулу и имеющего вязкость от 1 до приблизительно 10 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, присутствующего в количестве от около 0,5 до приблизительно 1 процентов по массе; и (B-iii) по существу смоляного органоводородполисилоксана, имеющего вязкость от около 15 до приблизительно 60 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, и присутствующего в количестве от около 1,5 до приблизительно 2,5 процентов по массе; наполнитель (C) представляет собой пирогенный силикагель с площадью поверхности от около 200 до приблизительно 350 м²/г, где упомянутый пирогенный силикагель обработан силаном, где наполнитель (C) присутствует в количестве от около 20 до приблизительно 25 процентов по массе; катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор, где катализатор (D) присутствует в количестве от около 5 м.д. до приблизительно 30 м.д. и ингибитор (E) представляет собой 1-этинил-1-циклогексанол, где ингибитор (E) присутствует в количестве от около 0,02 до приблизительно 0,06 процента по массе, где все проценты по массе основаны на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости.

В одном варианте осуществления, отверждаемая композиция, образующая кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, может быть приготовлена обычными известными способами. В одном специфическом способе, компоненты (A)-(E) отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, могут быть смешаны совместно в одной реакционной емкости и затем отверждены действием тепла и давления. В одном альтернативном варианте осуществления отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, компоненты (A)-(E) могут быть предоставляли в традиционной двусмесевой системе и затем отверждены действием тепла и давления.

В другом специфическом варианте осуществления, здесь предоставляется кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв, полученный путем полимеризации отверждаемой композиции, образующей описанный здесь кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости. В следующем отличном специфическом варианте осуществления, кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв представляет собой жидкий инъекцируемый формуемый кремнийорганический эластомер.

В одном специфическом варианте осуществления, будет понятно, что отверждение (или поперечная сшивка) отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический, с высокой прочностью на разрыв, эластомер низкой жесткости, может быть проведено способом, выбранным из группы, состоящей из присоединительного отверждения, конденсационного отверждения, и их комбинации.

В одном специфическом варианте осуществления, кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв предпочтительно имеет величину в ASTM-тесте на разрыв B по меньшей мере около 180 ppi и жесткость в ASTM-тесте на жесткость A менее чем около 40, более предпочтительно величину в ASTM-тесте на разрыв B по меньшей мере 200 ppi и в ASTM-тесте на жесткость A жесткость менее чем около 35, и наиболее предпочтительно имеет величину в ASTM-тесте на разрыв B по меньшей мере около 220 ppi и жесткость в ASTM-тесте на жесткость A менее чем около 33.

В одном специфическом варианте осуществления, кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв может быть успешно применен в различных применениях, которые требуют наличия эластомера с низкой жесткостью и высокой прочностью на разрыв. В одном специфическом варианте осуществления, некоторые неограничивающие примеры таких применений являются выбранными из масок от приступа апноэ во сне, безыгольных внутривенных инъекций, мембран шлангового насоса, стелек для обуви и баллонного катетера.

Приведенные ниже примеры даны с целью иллюстрации изобретения по рассматриваемому случаю. Они не должны рассматриваться как накладывающие, с любой целью, ограничения на описанные здесь варианты осуществления.

ПРИМЕРЫ

Приведенный ниже Пример был произведен путем объединения всех компонентов (A)-(E) в одной реакционной емкости и последующим отверждением их под действием тепла и давления.

Для Примера обьекта:

M=R^AR^BR^cSiO_1/2;

M^H=R^FR^GHSiO_1/2;

M^vi=R^JR^KR^LSiO_1/2;

D=R^MR^NSiO_2/2

D^H=R^OHSiO_2/2;

D^vi=R^PR^QSiO_2/2;

D(Ph)=R^SR^USiO_2/2;

T=R^vSiO_3/2;

T^H=HSiO_3/2;

T^vi=R^wSiO_3/2 и

Q=SiO_4/2;

где R^A, R^B, R^C, R^M, R^N и R^v независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R^F, R^G, и R⁰ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода или атом водорода, и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности; R^J представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R^κ и R^L независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R^P представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R^L представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; и R^W представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода.

Результаты для одной специфической рецептуры перечислены здесь. Для этой рецептуры:

По меньшей мере два органополисилоксана (A) состоят из винильного полимера с вязкостью 65000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, как описано в Таблице A выше, другого винильного полимера с вязкость 35000 сантипуаз при 25 градусах Цельсия, как описано в таблице A выше, и также винильной смолы с вязкостью около 80 сантипуаз при 25 градусах Цельсия и 18,5 процентов по массе содержания винила, как описано в таблице B выше для смолы, имеющей вязкость от 15 до приблизительно 150 сантипуаз.

По меньшей мере два органоводородполисилоксана (B) включат в себя линейный гидрид с множественными Si-H группами в цепи с вязкостью 30 сантипуаз с содержанием гидрида 0,4, как описано в таблице C выше, другой линейный гидрид, который несет только концевые Si-H-группы, с вязкостью 2 сантипуаз при 25 градусах Цельсия и содержанием гидрида 0,346, как описано в таблице C выше, и гидридную смолу с вязкостью 18 сантипуаз с содержанием гидрида 0,9, как описано в Таблице D.

Наполнитель C представляет собой коммерчески доступный пирогенный силикагель с удельной площадью поверхности около 300 м²/г, который in situ обрабатывали гексаметилдисилазаном (HMDZ) при производстве.

Катализатор (D) представляет собой катализатор Карстеда (Karstead) в высокой концентрации и ингибитор (E) представляет собой 1-этинил-1-циклогексанол (ECH).

Будет понятно, что здесь части по массе могут быть конвертированы в проценты по массе, основываясь на общей массе композиции, образующей описанный здесь отверждаемый гистерезисный кремнийорганический гель, путем добавления каждого компонента, описанного здесь, и вычисления отношения суммы общих частей по массе указанного компонента и к сумме общих частей по массе от всех компонентов и умножения этого отношения на 100 для получения процентов по массе указанного компонента.

Стандартный ASTM-полотна формовали при 176,6 градусах Цельсия. Прочность на разрыв тестировали согласно способу ASTM в ASTM-тесте на разрыв B, данные приводили как среднее для по меньшей мере 3 экспериментов в ASTM-тесте на разрыв. Жесткость приводили в виде жесткости по ASTM-тесту на жесткость A.

Все эксперименты имели великолепные физические свойства, подобные традиционному эластомеру, с пределом прочности на разрыв около 1000 psi и вытягиванием около 750 процентов.

Типичные величины в ASTM-тесте на разрыв B и жесткости для LIM6030, стандартно под жидкой силиконовой резиной 40 Duro GE, включены для сравнения.

Таблица 1 Материал Предел прочности на разрыв Жесткость (в ASTM-тесте на жесткость A) Эксперимент 1 235 33 Эксперимент 2 250 34 Эксперимент 3 235 31 LIM6030 150 34

Эксперименты, приведенные в Таблице 1, представляют собой материалы, приготовленные в различные моменты времени, с различным оборудованием, но с той же рецептурой. Это было сделано для тестирования надежности рецептуры. Рецептура, описанная здесь в Примерах, представляла собой рецептуру, которая имела наиболее высокий свойства по отношению к разрыву.

Пример объекта, использующего отношение (B) к (A) 1,58

Как описано выше, эта рецептура пригодна для приготовления кремнийорганических резин с значительно более высокой прочностью на разрыв (более чем 200 ppi), по сравнению с коммерчески доступным в настоящее время кремнийорганическим эластомером при жесткости меньшей, чем 35 в ASTM-тесте на жесткость A. Концепция комбинирования различных типов винильных и гидридных кремнийорганических жидкостей, как было установлено, является применимой для улучшения прочности на разрыв кремнийорганического эластомера без ущерба мягкости материала. Как описано в Таблице 2, в Примере объекта применялись следующие компоненты:

Таблица 2 Компоненты (A)-(E) Процент
по массе Вязкость в сантипуазах при 25 градусах Цельсия Формула Примечание (A): 49,11 65,000 M^viD₉₀₀M^vi винил (A): 22,71 35,000 M^viD₈₀₀M^vi винил (A): 1,80 15 до приблизительно 150 M^vi ₃Q   (B): 0,73 30 M^viD₂₀D^H ₁₀M   (B): 1,80 20 M^H ₂Q; 20 cPs; Wt.%H 0,90 гидрид (B): 0,70 Около 5 M^HD₆M^H   (C): Обработанный силикагель 23,10     наполнитель (D):Pt-s 0,0039   Платиновый катализатор   (E):ECH 0,03   1-этинил-1-циклогексанол  

В то время как приведенное выше описание включает в себя много специфических элементов, эти специфические элементы не обсуждаться как ограничения, но только как примеры их специфических вариантов осуществления. Специалисты в данной области будут предвидеть много других вариантов осуществления, в пределах объема и духа описания, как определено в приведенной ниже формуле изобретения.

Изобретение относится к отверждаемой композиции кремнийорганического эластомера, обладающей высокой прочностью на разрыв и низкой жесткостью. Отверждаемая композиция включает: (А) два органополисилоксана и (В) два органоводородполисилоксана, где органополисилоксаны и органоводородполисилоксаны содержат линейные и смоляные полиорганосилоксаны; (С) наполнитель - 15-45 частей на 100 частей полиорганосилоксана (A); (D) катализатор и (Е) ингибитор. Изобретение позволяет повысить прочность на разрыв и понизить жесткость отверждаемой композиции. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 6 табл.,2 пр.

1. Отверждаемая композиция кремнийорганического эластомера, обладающая высокой прочностью на разрыв и низкой жесткостью, включающая в себя:
(A) по меньшей мере два органополисилоксана, где каждый независимо содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу при условии, что упомянутые по меньшей мере два органополисилоксана (А) содержат по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан;
(B) по меньшей мере два органоводородполисилоксана, где каждый независимо содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атома водорода на молекулу при условии, что упомянутые по меньшей мере два органоводородполисилоксана (В) содержат по меньшей мере один по существу линейный органоводородполисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органоводородполисилоксан, упомянутые по меньшей мере два органоводородполисилоксана (В) применяются в таком количестве, что мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в по меньшей мере двух органополисилоксанах (А), составляет от около 1,3 до приблизительно 2,2;
(C) наполнитель в количестве от около 15 до приблизительно 45 частей на сто частей полиорганосилоксана (А);
(D) катализатор; и
(Е) ингибитор,
где объединение (А)-(Е) образует отверждаемую композицию кремнийорганического эластомера, обладающую высокой прочностью на разрыв и низкой жесткостью, причем при отверждении указанной композиции достигается жесткость А менее чем примерно 35, а величинана разрыв В составляет по меньшей мере 180 ppi.

2. Отверждаемая композиция по п.1, где по меньшей мере два органополисилоксана (А) включают в себя продукт реакции линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана и трехмерного полиорганосилоксана.

3. Отверждаемая композиция по п.1, в которой по меньшей мере два полиорганосилоксана (А) далее могут включать в себя в добавление к по меньшей мере двум полиорганосилоксанам, которые независимо содержат по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу и по меньшей мере один по существу линейный органополисилоксан и по меньшей мере один по существу смоляной органополисилоксан; не содержащий алкенила полиорганосилоксан, выбранный из группы, состоящей из линейного полиорганосилоксана, разветвленного полиорганосилоксана, циклического органополисилоксана, трехмерного полиорганосилоксана, смоляного полиорганосилоксана и их комбинации, где каждый полиорганосилоксан не содержит любых алкенильных групп.

4. Отверждаемая композиция по п.1, в которой по существу линейный полиорганосилоксан представляет собой полиорганосилоксан, который включает в себя менее чем около 30 мас.% от Т и/или Q фрагментов, где T=R⁶SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R⁶ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода;
ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации.

5. Отверждаемая композиция по п.1, в которой по существу смоляной полиорганосилоксан представляет собой полиорганосилоксан, который включает в себя не менее чем около 30 мас.% Т и/или Q фрагментов, в которых T=R⁶SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R⁶ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации.

6. Отверждаемая композиция по п.1, где каждый из по существу линейного органополисилоксана и по существу смоляного органополисилоксана имеет вязкость от около 10 до приблизительно 1000000 сП при 25°С и имеет формулу:
M_aM^vi _bD_cD^vi _dT_eT^vi _fQ_g,
в которой
M=R⁷R⁸R⁹SiO_1/2;
M^vi=R¹⁰R¹¹R¹²SiO_1/2;
D=R¹³R¹⁴SiO_2/2;
D^vi=R¹⁵R¹⁶SiO_2/2;
T=R¹⁷SiO_3/2;
T^vi=R¹⁸SiO_3/2; и
Q=SiO_4/2,
где R⁷, R⁸, R⁹, R¹³, R¹⁴ и R¹⁷ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁰ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R¹¹ и R¹² независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁵ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода, и R¹⁶ представляет собой одновалентный углеводородный радикал, имеющий от одного до шестидесяти атомов углерода; R¹⁸ представляет собой одновалентный ненасыщенный углеводородный радикал, имеющий от двух до десяти атомов углерода; стехиометрические индексы а, b, с, d, e, f и g или представляют собой ноль, или положительное число со следующими ограничениями: с больше, чем 10; d равно от нуля до приблизительно 20; когда d=0, b=2; то b равно от нуля до двух, при условии, что когда b=0, d=2; то b+d равно от 2 до приблизительно 20, когда b=1, a=1; a+b>2; и в по существу линейном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d>e+f+g; и в по существу смоляном органополисилоксане, если e+f+g>0, то a+b+c+d<e+f+g; и органополисилоксан (А) содержит по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильных группы на молекулу.

7. Отверждаемая композиция по п.1, в которой по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильные группы содержат от 1 до приблизительно 6 атомов углерода.

8. Отверждаемая композиция по п.1, где по меньшей мере две присоединенных через атом кремния алкенильные группы представляют собой винил.

9. Отверждаемая композиция по п.1, где органогруппы в по меньшей мере двух полиорганосилоксанах (А) включают в себя метил и/или фенил.

10. Отверждаемая композиция по п.1, где по меньшей мере два органоводородполисилоксана (В) включают в себя по меньшей мере один линейный органоводородполисилоксан, разветвленный органоводородполисилоксан, циклический органоводородполисилоксан и трехмерный органоводородполисилоксан.

11. Отверждаемая композиция по п.1, где по существу линейный органоводородполисилоксан представляет собой органоводородполисилоксан, который включает в себя менее чем около 30 мас.% от Т и/или Q фрагментов, в которых T=R²⁴SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R²⁴ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации.

12. Отверждаемая композиция по п.1, в которой по существу смоляной органоводородполисилоксан представляет собой органоводородполисилоксан, который включает в себя не менее чем около 30 мас.% Т и/или Q фрагментов, в которых T=R²⁴SiO_3/2 и Q=SiO_4/2, где R²⁴ является выбранным из группы, состоящей из одновалентного углеводородного радикала, имеющего от одного до приблизительно шестидесяти атомов углерода; ненасыщенного одновалентного углеводородного радикала, содержащего от 2 до 10 атомов углерода; и их комбинации.

13. Отверждаемая композиция по п.1, в которой каждый по существу линейный органоводородполисилоксан и каждый по существу смоляной органоводородполисилоксан имеют формулу:
M_hM^H _iD_jD^H _kT_lT^H _mQ_n,
в которой
M=R²⁷R²⁸R²⁹SiO_1/2;
M^H=R³⁰R³¹HSiO_1/2;
D=R³²R³³SiO_2/2;
D^H=R³⁴HSiO_2/2;
T=R³⁵SiO_3/2;
T^H=HSiO_3/2; и
Q=SiO_4/2,
где R²⁷, R²⁸, R²⁹, R³², R³³ и R³⁵ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности; R³⁰, R³¹ и R³⁴ независимо представляют собой одновалентные углеводородные радикалы, имеющие от одного до шестидесяти атомов углерода; или атом водород и являются по существу свободными от алифатической ненасыщенности, стехиометрические индексы h, i, j, k, L, m и n представляют собой ноль или положительное число со следующими ограничениями: j является большим, чем 0; k равно от нуля до приблизительно 20, когда k=0, i=2; h составляет от нуля до приблизительно 2; число имеет дополнительное ограничение в том, что i+k равно от 2 до приблизительно 20, когда i=1, h=1; h+i>2; и в по меньшей мере одном по существу линейном органоводородполисилоксане, если L+m+n>0, то h+i+j+k>L+m+n; и в по меньшей мере одном по существу смоляном органоводородполисилоксане, когда L+m+n>0, то L+m+n>h+i+j+k, и каждый из по меньшей мере двух органоводородполисилоксанов (В) содержит по меньшей мере два присоединенных через атом кремния атомов водорода на молекулу.

14. Отверждаемая композиция по п.1, где каждый по существу линейный органоводородполисилоксан и каждый по существу смоляной органоводородполисилоксан имеют вязкость от около 0,1 до приблизительно 2000 сП при 25°С.

15. Отверждаемая композиция по п.1, в которой каждый из по меньшей мере одного по существу линейного органоводородполисилоксана и по меньшей мере одного по существу смоляного органоводородполисилоксана имеют вязкость от около 0,5 до приблизительно 1000 сП при 25°С.

16. Отверждаемая композиция по п.1, где каждый из по меньшей мере одного по существу линейного органоводородполисилоксана и по меньшей мере одного по существу смоляного органоводородполисилоксана имеют вязкость от 1 до приблизительно 500 сП при 25°С.

17. Отверждаемая композиция по п.1, в которой мольное отношение общего количества связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в по меньшей мере двух органополисилоксанах (А), составляет от около 1,4 до приблизительно 2,0.

18. Отверждаемая композиция по п.1, где мольное отношение общего количество связанных через атом кремния атомов водорода, содержащихся в по меньшей мере двух органоводородполисилоксанах (В), к одной связанной через атом кремния алкенильной группе, содержащейся в по меньшей мере двух органополисилоксанах (А), составляет от около 1,5 до приблизительно 1,8.

19. Отверждаемая композиция по п.1, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 20 до приблизительно 40 частей по массе на 100 частей по меньшей мере двух органополисилоксанов (А).

20. Отверждаемая композиция по п.1, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 25 до приблизительно 35 частей по массе на 100 частей по меньшей мере двух органополисилоксанов (А).

21. Отверждаемая композиция по п.1, где наполнитель является выбранным из группы, состоящей из оксида кремния, пирогенного силикагеля, осажденного оксида кремния, оксида титана, окиси алюминия, глины, волластонита, кварца, и их комбинации.

22. Отверждаемая композиция по п.1, в которой катализатор (D) представляет собой по меньшей мере один катализатор группы VIII В.

23. Отверждаемая композиция по п.1, в которой ингибитор (Е) содержит алифатическую ненасыщенность и является выбранным из группы, состоящей из диаллил малеата, D-4-винила, 2-метил-3-бутен-2-ола, 1-этинил-1-циклогексанола, 3,5-диметил-1-гексин-3-ола и их комбинации.

24. Отверждаемая композиция по п.1, включающая в себя специфическую рецептуру, в которой по меньшей мере два органополисилоксана (А) представляет собой комбинацию (A-i) по существу линейного винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 50000 до приблизительно 80000 сП при 25°С, и присутствующего в количестве от около 45 до приблизительно 50 мас.%; (A-ii) по существу линейного винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 20000 до приблизительно 45000 сП при 25°С, и присутствующего в количестве от около 20 до приблизительно 25 мас.%; (A-iii) по существу смоляного винилорганополисилоксана, имеющего вязкость от около 15 до приблизительно 250 сП при 25°С, и присутствующего в количестве от около 1,5 до приблизительно 2,5 мас.%; по меньшей мере два органоводородполисилоксана (В) представляет собой комбинацию (B-i) по существу линейного органоводородполисилоксана, где (B-i) имеет концевой, связанный через атом кремния атом водорода и дополнительный, связанные через атом кремния атом водорода помимо концевого, связанного через атом кремния атома водорода на молекулу, и имеет вязкость от около 15 до приблизительно 100 сП при 25°С, присутствующего в количестве от около 0,5 до приблизительно 1 мас.%; и (B-ii) представляет собой по существу линейный органоводородполисилоксан, содержащий связанные через атом кремния атомы водорода, которые являются только концевыми, связанными через атом кремния атомами водорода на молекулу, и имеющий вязкость от 1 до приблизительно 10 сП при 25°, присутствующий в количестве от около 0,5 до приблизительно 1 мас.%; и (B-iii) по существу смоляного органоводородполисилоксана, имеющего вязкость от около 15 до приблизительно 60 сП при 25°С, и присутствующего в количестве от около 1,5 до приблизительно 2,5 мас.%; наполнитель (С) представляет собой пирогенный силикагель с площадью поверхности от около 200 до приблизительно 350 м²/г, где упомянутый пирогенный силикагель обработан силаном, где наполнитель (С) присутствует в количестве от около 20 до приблизительно 25 мас.%; катализатор (D) представляет собой платиновый катализатор, где катализатор (D) присутствует в количестве от около 5 м.д. до приблизительно 30 м.д., и ингибитор (Е) представляет собой 1-этинил-1-циклогексанол, где ингибитор (Е) присутствует в количестве от около 0,02 до приблизительно 0,06 мас.%, где все проценты по массе основаны на общей массе отверждаемой композиции, образующей кремнийорганический с высокой прочностью на разрыв эластомер низкой жесткости.

25. Кремнийорганический эластомер низкой жесткости с высокой прочностью на разрыв, полученный отверждением отверждаемой композиции по п.1.

26. Кремнийорганический эластомер по п.25, где кремнийорганический эластомер представляет собой жидкий инъецируемый пригодный для формования кремнийорганический эластомер.

27. Кремнийорганический эластомер по п.25, где эластомер имеет величину в ASTM-тесте на разрыв В по меньшей мере около 180 ppi и жесткость в ASTM-тесте на жесткость А менее чем около 40.

28. Кремнийорганический эластомер по п.25, где эластомер имеет величину в ASTM-тесте на разрыв В по меньшей мере около 200 ppi и в ASTM-тесте на жесткость А жесткость менее чем около 35.

29. Жидкий, инъекцируемый, пригодный для формования кремнийорганический эластомер по п.26, где эластомер имеет величину в ASTM-тесте на разрыв В по меньшей мере около 220 ppi и жесткость в ASTM-тесте на жесткость А менее чем около 33.

30. Кремнийорганический эластомер по п.25, где эластомер применяется для применения, выбранного из группы, состоящего из масок от приступа апноэ во сне, безигольных внутривенных инъекций, мембран шлангового насоса, стелек для обуви и баллонного катетера.