use)”,其是指检查、清洁或修理的回收操作,通过该操作制造已变成废料的产品或产品的组件,使得它们可以在没有任何其它预处理的情况下再利用。
8.这种对大型oem的新兴需求也是缘于一种强大的趋势,即这种趋势看到了基于采取、制造和处置方法的线性生产模型依赖于原始自然资源的进口和似乎日益过时的废物和排放物的处置。这种趋势的强度可以在例如欧洲委员会的循环经济包(2015年出版)中预见到,其旨在帮助欧洲企业和消费者过渡到更强和更循环的经济,其中资源以更可持续的方式被使用。这种趋势现在遍布全世界,并且触及大多数工业化国家。
9.当在许多不同器件上需要修理工作(再利用)或再循环(“生产再利用”)时,对于许多制造商来说,用于在固化成有机硅弹性体时对各种基材具有粘合性能的封装或包封、密封、粘结或涂布应用的有机硅组合物现在也会引起挑战,所述器件范围从视听电子器件如膝上型电脑、手机、计算机到较大应用如太阳能面板、家用电器、汽车和航空航天。还众所周知,用于灌封或包封、密封、粘结或涂布应用的并且在各种基材上具有粘合性能的有机硅组合物在固化成有机硅弹性体时往往是永久的、交联的和不可逆的,这在设备变得废弃时或在需要升级或修理时引起了特别的挑战。因此,迫切需要一种有效的方法,通过该方法可以将废弃的设备拆卸,并回收材料以进一步使用或修理。在大多数情况下,开发了永久性(交联的)和高度耐久的有机硅聚合物网络。粘合连结的破坏通常是内聚破坏或粘合破坏。内聚破坏表示在有机硅层主体内的断裂,而粘合破坏发生在有机硅和基材之间的界面处。在界面处的这种分离表明有机硅已经从所述基材上剥离。虽然这是再利用或再循环的主要挑战,但是解决方案也将提供在临时修理和升级情况下的实质性的创新潜力。
10.上述挑战推动了对在灌封或包封、密封、粘结或涂布应用中对各种基材具有粘合性能的有机硅的需求增长。当固化成硅酮弹性体时,一旦固化,它应该容易地和干净地剥离,以便再利用或再循环。因此,从与其接触的基材上分离固化的有机硅粘合剂弹性体而不引起基材损坏的能力显然是非常理想的。因此,用于上述应用的、在固化时对各种基材具有此类粘合失效特性的有机硅组合物,对于再利用或可回收目的而言是高度期望的。
11.再利用需求的另一个例子与运输有关,这被看作是各种有害气体释放到大气中的主要原因。实际上,由于对化石燃料的依赖,传统的内燃机车辆对空气污染和气候变化造成重大影响。实现温室气体(ghg)减少的目标需要大规模的运输电气化。通过从内燃机(ice)汽车转换到电动车辆(ev),可以预见用于道路运输部门脱碳的潜在解决方案。电动车辆正在快速发展,并且它们的渗透正在全球上升。这种趋势依赖于二次电池的大量使用,特别是锂离子电池,它们作为关键的能量储存技术而出现,并且现在是用于消费电子设备、工业、运输和电力储存应用的主要技术。由于二次电池的高电位、能量、功率密度和良好的寿命,它们现在是汽车工业中优选的电池技术,因为现在可以为电力推进车辆例如混合动力电动车辆(hev)、电池电动车辆(bev)和插电式混合动力电动车辆(phev)提供更长的驾驶范围和合适的加速度。在当前的汽车工业中,制造不同尺寸和形状的锂离子电池单元,并且随后将其组装成不同构造的组。汽车二次电池组通常由许多电池单元组成,有时由几百或几千个电池单元组成,以满足期望的功率和容量需求。然而,传动系统技术中的这种转换不是没有其技术障碍,因为电动机的使用转化为了对具有高能量密度、长工作寿命和在宽范围的条件下工作的能力的廉价电池的需要。尽管可再充电电池单元提供了优于一次性电池的若干优点,但这种类型的电池并非没有缺点。通常,与可再充电电池相关的大多数缺点是缘于所
采用的电池化学物质,因为这些化学物质往往不如在一次电池中使用的那些稳定。二次电池单元例如锂离子电池单元倾向于更容易出现热管理问题,当升高的温度触发发热放热反应,进一步升高温度并可能触发更有害的反应时,就会出现热管理问题。在这种情况下,大量热能被迅速释放,将整个电池加热到850℃或更高的温度。由于经历该温度升高的电池的温度升高,电池组内的相邻电池的温度也将升高。如果允许这些相邻电池的温度不受阻碍地升高,则它们也可能进入不可接受的状态,在电池内具有极高的温度,导致连锁效应,其中单个电池内的温度升高的引发过程传播到整个电池组。结果,来自电池组的电力被中断,并且采用电池组的系统更可能由于损害的规模和相关联的热能释放而导致广泛的附带损害。在最坏的情况下,产生的热量足够大,从而导致电池以及电池附近的材料燃烧。
12.在由elkem silicones usa corp提交的专利申请us2018223070中描述了一种重要且有效的解决方案,其涉及使用有机硅复合泡沫塑料来热绝缘二次电池组并且进一步最小化热失控的传播。在该专利申请中,作为有机硅复合泡沫塑料提供的有机硅灌封产品得到了广泛的应用。毋庸讳言,汽车工业也面临着其关键部件如ev电池的再利用或再循环的趋势,所述ev电池可以在不太需要频繁循环的固定式能量储存的市场中再利用。因此,对于使用可容易且干净地剥离以用于再利用或可再循环目的的有机硅复合泡沫塑料用于热管理的二次电池的相同需求将会增长。在此,非常期望能够分离用作灌封或保护材料的、对各种基材具有粘合性能的有机硅复合泡沫塑料而不引起基材损害的能力。
13.因此,在解决这些工业中修复工作(再利用)或再循环(“生产再利用”)的越来越大的矛盾过程中,在固化有机硅复合泡沫形式下对各种基材具有粘合性能的固化有机硅弹性体z将是很有价值的,所述固化有机硅复合泡沫是可剥离的,具有清洁剥离性能和具有可容易地通过人力除去的粘合破坏性能。
14.发明概述
15.作为勤奋研究的结果,本发明的发明人发现,通过提供一种制品可以解决上述问题,所述制品包含基材s,该基材与对各种基材具有粘合性能的固化的有机硅弹性体z接触,且其可以清洁剥离性能而被剥离,且其中所述固化的有机硅弹性体z在混合和固化可固化的液体有机硅组合物x时制得,所述可固化的液体有机硅组合物x优选作为两部分的可固化液体有机硅组合物储存,所述两部分的可固化液体有机硅组合物包括含组分(a)、(b)、(c)、(e)和可能的(f)但不含(d)的第一液体组合物,和含组分(a)、(e)和(d)但不含(b)和(c)和不含(f)的第二液体组合物,其中第一液体组合物和第二液体组合物分开储存,且包含下述组分:
16.(a)100重量份的至少一种每分子具有至少两个与硅键合的烯基的含有烯基的有机聚硅氧烷a,
17.(b)至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce,
18.(c)至少一种有机硅交联剂xl,其每个分子含有至少3个硅键合的氢原子,
19.(d)至少一种加成反应催化剂d,和
20.(e)1-500重量份的至少一种填料e,
21.(f)0-10重量份的至少一种固化速率改进剂f,
22.其中组分(a)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,并且其中组分(e)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,
23.其中确定含有烯基的有机聚硅氧烷a、二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce和有机硅交联剂xl的量,使得:
24.1)比率rhalk的值是1.00<rhalk<1.35,其中rhalk=nh/talk,并且其中:
[0025]-nh=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的氢原子的摩尔数;以及
[0026]-talk=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的烯基的摩尔数,和
[0027]
2)%摩尔比rhce在50%≤rhce<98%的范围内,其中rhce=nhce/(nhce+nhxl)
×
100,并且其中:
[0028]
a)nhce是直接键合到二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce的硅原子上的氢原子的摩尔数,和
[0029]
b)nhxl=直接键合到有机硅交联剂xl的硅原子上的氢原子的摩尔数。
[0030]
根据本发明的固化的有机硅弹性体z的优点是,它提供对各种基材具有粘合性能的材料,且该材料可剥离,具有清洁剥离性能和具有粘合破坏性能,以便它可通过人力容易和清洁地除去,从而开创用于修理工作(再利用)或再循环(“生产再利用”)的新时代。此外,固化的有机硅弹性体z的剥离力为1.5n-23n,和优选3n-23n,该值在对于人而言可用其自身能力剥离的可操作范围内。使用本发明的有机硅弹性体z所获得的粘合破坏导致用作粘合剂的有机硅弹性体z和被粘物之间的界面粘合失效。
[0031]
附图简要说明
[0032]
为了进一步理解本公开的性质、目的和优点,应当参考结合附图来阅读的以下详细描述,其中相同的附图标记表示相同的元件。
[0033]
图1提供了涂有本发明的固化有机硅弹性体的印刷电路板(pcb)的顶视图,该固化的有机硅弹性体容易且干净地剥离,而不会对pcb基材造成损害。
[0034]
发明详述
[0035]
在进一步描述本主题公开之前,应当理解,本公开不限于下面描述的本公开的特定实施方案,因为可以对特定实施方案进行变化并且仍然落入所附权利要求的范围内。还应理解,所用术语是为了描述特定实施方案的目的,而不是为了限制。相反,本公开的范围将由所附权利要求来确定。
[0036]
在本说明书和所附权利要求书中,单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代,除非上下文另外清楚地指明。除非另外定义,否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
[0037]
如本文所用,术语“交联的”和“固化的”可互换使用,并且是指当将两部分体系合并并使其反应时发生的反应,从而产生固化的有机硅弹性体。
[0038]
如本文所用,术语“烯基”应理解为是指具有至少一个烯属双键,更优选具有单个双键的不饱和的直链或支链烃链,其可以是取代的或未取代的。优选地,“烯基”基团具有2-8个碳原子,更优选2-6个碳原子。该烃链任选地包括至少一个杂原子如o、n、s,“烯基”基团的优选实例是乙烯基、烯丙基和高烯丙基(homoallyl),乙烯基是特别优选的。
[0039]
如本文所用,“烷基”表示饱和的直链或支链烃链,其可能被取代(例如被一个或多个烷基取代),优选具有1至10个碳原子,例如1至8个碳原子,更优选1至4个碳原子。烷基的实例尤其是甲基、乙基、异丙基、正丙基、叔丁基、异丁基、正丁基、正戊基、异戊基和1,1-二甲基丙基。
[0040]
为了实现获得能提供对各种基材具有粘合性能的材料的固化的有机硅弹性体z的目的,并且所述材料可具有清洁剥离性能和粘合破坏性能,以便它可容易地和清洁地通过人力除去,申请人完全令人惊奇和出乎意料地证明,通过制备本发明的可固化的液体有机硅组合物x使得可以克服现有技术没有解决的问题,所述组合物具有(a)每分子具有至少两个硅键合的烯基的含烯基的有机基聚硅氧烷a,(b)至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷扩链剂ce,和(c)至少一种每分子含有至少3个硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl的组合,其用量导致:
[0041]
1)硅弹性体中氢原子与烯基的摩尔比(rhalk)为1.00-1.35,和
[0042]
2)ce中直接键合到硅原子上的氢原子除以ce和xl组合中直接键合到硅原子上的氢原子的摩尔数的百分比(rhce)为50%-98%。
[0043]
特别地,可固化液体有机硅组合物x(其优选作为两部分可固化液体有机硅组合物储存)包含第一液体组合物和第二液体组合物,所述第一液体组合物包含组分(a)、(b)、(c)、(e)和可能的(f),但不包含(d),所述第二液体组合物包含组分(a)、(e)和(d),但不包含(b)和不包含(c)和不包含(f),其中第一液体组合物和第二液体组合物分开储存,并且包含组分:
[0044]
(a)100重量份的至少一种每分子具有至少两个与硅键合的烯基的含有烯基的有机聚硅氧烷a,
[0045]
(b)至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce,
[0046]
(c)至少一种有机硅交联剂xl,其每个分子含有至少3个硅键合的氢原子,
[0047]
(d)至少一种加成反应催化剂d,和
[0048]
(e)1-500重量份的至少一种填料e,
[0049]
(f)0-10重量份的至少一种固化速率改进剂f,
[0050]
其中组分(a)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,并且其中组分(e)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,
[0051]
其中确定含有烯基的有机聚硅氧烷a、二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce和有机硅交联剂xl的量,使得:
[0052]
1)比率rhalk的值是1.00<rhalk<1.35,其中rhalk=nh/talk,并且其中:
[0053]-nh=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的氢原子的摩尔数;以及
[0054]-talk=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的烯基的摩尔数,和
[0055]
2)%摩尔比rhce在50%≤rhce<98%的范围内,其中rhce=nhce/(nhce+nhxl)
×
100,并且其中:
[0056]
a)nhce是直接键合到二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce的硅原子上的氢原子的摩尔数,和
[0057]
b)nhxl=直接键合到有机硅交联剂xl的硅原子上的氢原子的摩尔数。
[0058]
根据本发明的固化的有机硅弹性体z的优点是,它提供对各种基材具有粘合性能的材料,且该材料可剥离,具有清洁剥离性能和粘合破坏性能,以便它可通过人力容易和清洁地除去,从而开创用于修理工作(再利用)或再循环(“生产再利用”)的新时代。此外,固化的有机硅弹性体z的剥离力为1.5n-23n,和优选3n-23n,该值在对于人而言可用其自身能力剥离的可操作范围内。
[0059]
确定本发明的可固化的液体有机硅组合物中包含的含烯基的有机基聚硅氧烷a、二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce和有机硅交联剂xl的量,使得:
[0060]
1)硅弹性体中氢原子与烯基的摩尔比(rhalk)为1.00-1.35,和
[0061]
2)ce中直接键合到硅原子上的氢原子除以ce和xl组合中直接键合到硅原子上的氢原子的摩尔数的百分比(rhce)为50%-98%。
[0062]
氢原子与烯基的摩尔比(rhalk)可以用下式确定:
[0063]
rhalk=nh/talk,
[0064]
其中:
[0065]
nh=直接键合到可固化液体有机硅组合物x的组分的硅原子上的氢原子的摩尔数,和
[0066]
talk=直接键合到可固化液体有机硅组合物x的组分的硅原子上的烯基的摩尔数。
[0067]
本发明的可固化液体有机硅组合物中的rhalk值有利地为1.00-1.35。已确定,如果rhalk的值为1.00或更小,则所得固化组合物在结构上是凝胶状的。类似地,如果rhalk的值为1.35或更大,则所得固化组合物在结构上也往往为凝胶状。优选地,本发明的可固化液体有机硅组合物中的rhalk值为1.00<rhalk<1.35。或者,本发明的可固化液体有机硅组合物中的rhalk值为1.05≤rhalk≤1.30。在另一替代方案中,本发明的可固化液体硅氧烷组合物中的rhalk值为1.05<rhalk<1.30。在另一选择中,在可固化液体有机硅组合物中rhalk的值为1.10≤rhalk≤1.25,优选1.10≤rhalk<1.25,更优选1.10≤rhalk≤1.20。
[0068]
在一些实施方案中,比率rhalk的值为1.10≤rhalk<1.25。在其它实施方案中,比率rhalk的值为1.10≤rhalk≤1.24。
[0069]
除了rhalk值以外,在二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce中直接键合到硅原子上的氢原子与在ce和有机硅交联剂xl中直接键合到硅原子上的氢原子的摩尔百分数(即rhce值)是本发明可固化的液体有机硅组合物的另一重要特征。
[0070]
摩尔百分比rhce可以使用下式确定:
[0071]
rhce=nhce/(nhce+nhxl)x 100
[0072]
其中:
[0073]-nhce是直接键合到二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce的硅原子上的氢原子的摩尔数,和
[0074]-nhxl=是直接键合到有机硅交联剂xl的硅原子上的氢原子的摩尔数。
[0075]
rhce的值有利地在50%≤rhce<98%的范围内。已经确定,如果rhce的值为98%或更高,则所得固化组合物在结构上是凝胶状的。如果rhce的值小于50%,则所得固化组合物变得更脆。
[0076]
在优选的实施方案中,固化的有机硅弹性体z对环氧玻璃纤维板的180
°
剥离粘合力为1.5n-23n,和优选3n-23n。
[0077]
在另一个优选的实施方案中,固化的有机硅弹性体z具有至少200%和优选至少300%的断裂伸长率值,根据astm d-412测量。
[0078]
标准astm d412测量材料在拉伸应变下的弹性,以及在测试之后当材料不再受应力时的行为。尽管astm d412测量许多不同的性质,但以下是最常见的:
[0079]-拉伸强度:在拉伸样品以使其破裂时施加的最大拉伸应力。
[0080]-在给定伸长率下的拉伸应力:将试样的均匀横截面拉伸到给定伸长率所需的应力。
[0081]-极限伸长率:在连续拉伸应力的施加中发生断裂时的伸长率。
[0082]-拉伸形变:在样品已经被拉伸并允许以特定方式缩回之后,保持的拉长率,表示为原始长度的百分比。
[0083]
基材s没有特别限定,其实例包括诸如纸的纸基材,诸如布和无纺布的纤维基材,诸如由各种塑料(如聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃系树脂、如聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯系树脂、如聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂等)制成的膜或片等塑料基材,以及它们的层叠体等。基材可以具有单层的形式,也可以具有多层的形式。根据需要,可以对基材进行各种处理,例如背面处理、抗静电处理和底涂处理。
[0084]
合适的基材s的其它具体实例是用于硬/刚性印刷电路板(pcb)材料中的那些基材,例如基于陶瓷的材料,包括铝、氧化铝(al2o3)、氮化铝和氧化铍(beo)。合适的基材s的其它具体实例是在用于可穿戴物的软/柔性印刷电路板(pcb)材料中使用的那些,例如聚四氟乙烯(ptfe)、聚酰亚胺和聚醚醚酮(peek)。合适的基材s的其它具体实例是用于柔性-刚性印刷电路板(pcb)材料中的那些,例如fr-4,其是用阻燃环氧树脂粘合的玻璃纤维增强的层合材料。
[0085]
作为优选实施方式,基材s选自印刷电路板的元件、电子器件的元件、二次电池组的元件和光伏太阳能电池板的元件。
[0086]
在优选的实施方案中,通过将可固化的液体有机硅组合物x灌注或封装、涂布、施加或喷涂到基材s上,然后固化它以获得固化的有机硅z,或者通过用所述可固化液体有机硅组合物x灌注或浸渍基材s,然后固化它以获得其中固化的有机硅弹性体z与所述基材s接触的制品,从而实现基材s和固化的有机硅弹性体z之间的接触。
[0087]
组分(a)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同。组分(e)在第一和第二液体组合物中也可以相同或不同。
[0088]
测定可固化的液体有机硅组合物x内的含烯基的有机基聚硅氧烷a、二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce和有机硅交联剂xl的量,使得:
[0089]
1)比率rhalk的值是1.00<rhalk<1.35,其中rhalk=nh/talk,并且:
[0090]-nh=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的氢原子的摩尔数;以及
[0091]-talk=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的烯基的摩尔数,和
[0092]
2)%摩尔比rhce在50%≤rhce<98%的范围内,其中rhce=nhce/(nhce+nhxl)
×
100,并且:
[0093]
a)nhce是直接键合到二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce的硅原子上的氢原子的摩尔数,和
[0094]
b)nhxl=是直接键合到有机硅交联剂xl的硅原子上的氢原子的摩尔数。
[0095]
本发明的可固化液体有机硅组合物包含至少一种每分子具有两个与硅键合的烯基的含有烯基的有机聚硅氧烷a。在一些实施方案中,本发明的可固化液体有机硅组合物包含多于一种的每分子具有两个与硅键合的烯基的含烯基有机基聚硅氧烷a。例如,本发明的可固化液体有机硅组合物可包含两个含烯基的有机基聚硅氧烷a(a1和a2),各自每分子具
有两个与硅键合的烯基。
[0096]
在一些实施方案中,所述至少一种含烯基的有机聚硅氧烷a包含:
[0097]-两个式(a-1)的甲硅烷氧基单元:
[0098]
(alk)(r)2sio
1/2
ꢀꢀ
(a-1)
[0099]
其中:符号“alk”表示c2至c
20
烯基,例如乙烯基、烯丙基、己烯基、癸烯基或十四烯基,优选乙烯基氢原子,并且符号r代表c1至c
20
烷基,例如甲基、乙基、丙基、三氟丙基或芳基,优选甲基,和
[0100]-式(a-2)的其它甲硅烷氧基单元:
[0101]
(l)
g sio
(4-g)/2
ꢀꢀ
(a-2)
[0102]
其中符号l代表c
1-c
20
烷基,例如甲基、乙基、丙基、三氟丙基或芳基,优选甲基,和符号g等于0、1、2或3,其中l的每一种情况可以相同或不同。
[0103]
在一些优选的实施方案中,所述至少一种含烯基的有机聚硅氧烷a具有下式(1):
[0104][0105]
其中:
[0106]-n是1-1000、优选50-1000的整数,
[0107]-r是c
1-c
20
烷基,例如甲基、乙基、丙基、三氟丙基或芳基,优选甲基,
[0108]-r'是c
2-c
20
烯基,例如乙烯基、烯丙基、己烯基、癸烯基或十四烯基,优选乙烯基,和
[0109]-r”是c1至c
20
烷基,例如甲基、乙基、丙基、三氟丙基或芳基,优选甲基。
[0110]
在优选的实施方案中,所述至少一种含烯基的有机聚硅氧烷a是一种或多种α,ω-(乙烯基二甲基甲硅烷基)聚二甲基硅氧烷,更优选地,一种或多种直链α,ω-(乙烯基二甲基甲硅烷基)聚二甲基硅氧烷。
[0111]
本说明书中所考虑的所有粘度对应于以本身已知的方式在25℃下用brookfield型机器测量的动态粘度大小。关于流体产品,本说明书中所考虑的粘度是在25℃下的动态粘度,称为“牛顿”粘度,即以本身已知的方式在足够低的剪切速率梯度下测量的动态粘度,使得测量的粘度独立于速率梯度。
[0112]
在一些实施方案中,所述至少一种含有烯基的有机聚硅氧烷a的粘度为约50至约100,000mpa.s,优选在约100到约80,000mpa.s之间,更优选在约100到约65,000mpa.s之间。
[0113]
在一些实施方案中,所述至少一种含有烯基的有机聚硅氧烷a的分子量为约1,000g/mol至约80,000g/mol,优选为约10,000g/mol至约70,000g/mol。
[0114]
在另一优选的实施方案中,所述至少一种含烯基的有机聚硅氧烷a优选是直链的。
[0115]
本发明的可固化液体有机硅组合物包含至少一种有机硅交联剂xl,其每分子含有至少3个与硅键合的氢原子。在一些实施方案中,每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10至500个硅原子、优选在每个分子内包含10至250个
硅原子的有机氢聚硅氧烷。
[0116]
在优选的实施方案中,选择有机硅交联剂xl,使得比值α(d/(∑si))在0.01≤α≤0.957的范围内,其中d=每分子直接与si原子连接的h原子数,和∑si是每分子硅原子的总和。在优选的实施方案中,比值α在0.10≤α≤0.75的范围内。在其它优选的实施例中,比值α在0.10≤α≤0.30的范围内。
[0117]
在一些实施方案中,所述每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10-500个硅原子的有机氢聚硅氧烷,和比率α在0.01≤α≤0.957的范围内,其中α=d/(∑si),和:
[0118]-d=每个分子中直接与si原子连接的h原子的数目,和
[0119]-∑si是每个分子的硅原子的总和。
[0120]
在一些实施方案中,所述每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10-250个硅原子的有机氢聚硅氧烷,并且比值α在0.10≤α≤0.75的范围内。
[0121]
所述至少一种有机硅交联剂xl可以总组合物的约0.01重量%至约10重量%、优选约0.05重量%至约5重量%、优选约0.1重量%至约4重量%的量包含在可固化的液体有机硅组合物中。
[0122]
在一些实施方案中,每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是包含0.45重量%至40重量%的sih、更优选0.5重量%至35重量%的sih、更优选0.5重量%至15重量%的sih或5重量%至12重量%的sih的有机氢聚硅氧烷。
[0123]
在一些实施方案中,有机硅交联剂xl包含:
[0124]
(i)至少3个式(xl-1)的甲硅烷氧基单元,其可以相同或不同:
[0125]
(h)(z)esio
(3-e)/2
ꢀꢀ
(xl-1)
[0126]
其中
[0127]-符号h表示氢原子,
[0128]-符号z表示具有1-8个碳原子的烷基,包括端值,和
[0129]-符号e等于0、1或2,优选e等于1或2;以及
[0130]
(ii)至少一个,优选1-550个式(xl-2)的甲硅烷氧基单元:
[0131]
(z)gsio
(4-g)/2
ꢀꢀ
(xl-2)
[0132]
其中:
[0133]-符号z表示具有1-8个碳原子的烷基,包括端值,和
[0134]-符号g等于0、1、2或3,优选g等于2;
[0135]
其中xl-1和xl-2中的z可以相同或不同。
[0136]
在一些实施方案中,符号z选自甲基、乙基、丙基和3,3,3-三氟丙基、环烷基和芳基。在一些实施方案中,z是选自环己基、环庚基和环辛基的环烷基。在其它实施方案中,z是选自二甲苯基、甲苯基和苯基的芳基。在其它实施方案中,z是甲基。
[0137]
在优选的实施方案中,xl-1中的符号“e”为1或2。在优选的实施方案中,xl-2中的符号“g”为2。在优选的实施方案中,有机硅交联剂xl包含3-60个式(xl-1)的甲硅烷氧基单元和1-250个式(xl-2)的甲硅烷氧基单元。
[0138]
在一些实施方案中,有机硅交联剂xl包含3至60个式(xl-1)的甲硅烷氧基单元和1
至250个式(xl-2)的甲硅烷氧基单元。
[0139]
本发明的可固化液体有机硅组合物进一步包含至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷扩链剂ce。所述至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷扩链剂ce可以以总组合物的约0.1%-约20%,优选约0.5%-约15%,优选约0.5%-约10wt%的量包括在可固化的液体有机硅组合物中。
[0140]
在一些实施方案中,二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce具有下式(2):
[0141][0142]
其中:
[0143]
r和r”独立地为c1至c
20
烷基,优选r和r”独立地选自:甲基、乙基、丙基、三氟丙基和芳基,最优选r和r”是甲基,和
[0144]
n是1-500的整数,优选2-100,更优选3-50。
[0145]
在一些实施方案中,至少一种二有机基氢硅氧基封端的聚二有机硅氧烷ce的粘度为约1-约500mpa.s,优选在约2-约100mpa.s之间,更优选在约4到约50mpa.s之间,或在约5-约20mpa.s之间。
[0146]
在一些实施方案中,所述至少一种二有机基氢硅氧基封端的聚二有机硅氧烷ce的分子量为约100g/mol至约5,000g/mol,优选为约250g/mol至约2,500g/mol,更优选为约500g/mol至约1,000g/mol。
[0147]
在一些实施方案中,二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce具有下式(2):
[0148][0149]
其中:
[0150]-r和r”是独立的并且选自c1至c
20
烷基,和
[0151]-n是1-500的整数。优选n是2-100的整数,更优选n是3-50的整数。
[0152]
在一些实施方案中,r和r”独立地选自甲基、乙基、丙基、三氟丙基和苯基。优选地,r和r”是甲基。
[0153]
本发明的液体可固化的有机硅组合物进一步包括至少一种加成反应催化剂d。该加成反应催化剂d可以能够固化该组合物的任何量包括在内。例如,加成反应催化剂d的含量可以为:相对于每1,000,000重量份的含有烯基的有机聚硅氧烷a,催化剂d中的铂族金属
的量为0.01~500重量份。催化剂d尤其可以选自铂和铑的化合物。特别地,可以使用描述于美国专利3,159,601、美国专利3,159,602、美国专利3,220,972和欧洲专利ep-a-0057459、ep-a-0118978和ep-a-0190530中的铂络合物和有机产物,描述于美国专利3,419,593、美国专利3,715,334、美国专利3,377,432和美国专利3,814,730中的铂和乙烯基有机硅氧烷的络合物。
[0154]
在优选的实施方案中,加成反应催化剂d是含铂族金属的催化剂。
[0155]
为了获得良好的物理性能,填料e存在于可固化的液体有机硅组合物x内。
[0156]
在一些实施方案中,填料e选自增强填料e1、导热填料e2、导电填料e3、中空玻璃珠e4及其混合物。
[0157]
合适的填料e的实例是疏水二氧化硅气凝胶,其是具有高比表面积、高孔隙率、低密度、低介电常数和优异的绝热性能的纳米结构的材料。二氧化硅气凝胶通过超临界干燥方法或通过环境压力干燥技术合成以获得多孔结构。现在它可广泛地商购获得。疏水二氧化硅气凝胶的特征在于500至1500m2/g,或者500至1200m2/g的表面积,在每种情况下通过bet法测定。疏水二氧化硅气凝胶的特征还可以在于其孔隙率高于80%,或者高于90%。疏水性二氧化硅气凝胶可以具有5v至1000μm,或者5μm至100μm,或者5μm至25μm的平均粒度,其通过激光散射测量。疏水二氧化硅气凝胶的一个实例是三甲基甲硅烷基化气凝胶。相对于可固化的液体硅橡胶的总重量,疏水二氧化硅气凝胶可以以1-30wt%的量存在于可固化的液体硅橡胶组合物中。
[0158]
合适的填料e的另一个例子是氧化铝。有利地使用高分散性氧化铝,以已知方式掺杂或不掺杂。当然也可使用各种氧化铝的级分(cuts)。作为这种氧化铝的非限制性实例,可以参考来自baikowski公司的氧化铝a 125、cr 125、d 65cr。
[0159]
关于重量,优选使用基于组合物的所有成分计5-30wt%、优选6-25wt%和更优选7-20wt%的量的增强填料e。
[0160]
在一些实施方案中,填料e以1-100重量份,1-50重量份,或1-25重量份的量存在于可固化的液体有机硅组合物x内。
[0161]
合适的增强填料e1的实例是二氧化硅,尤其是特征在于通常小于或等于0.1μm的细粒度和通常在约50平方米/克到大于300平方米/克范围内的高的比表面积与重量之比的二氧化硅。这种类型的二氧化硅是可商购获得的产品,并且是制造粘合剂有机硅组合物的领域中公知的。这些二氧化硅可以是胶态二氧化硅、热解法制备的二氧化硅(称为燃烧或热解法二氧化硅的二氧化硅)或通过这些二氧化硅混合物的湿法制备的二氧化硅(沉淀二氧化硅)。
[0162]
制备能够形成增强填料e1的二氧化硅的化学性质和方法对于本发明的目的来说并不重要,只要二氧化硅能够对最终粘合剂发挥增强作用。当然也可使用各种二氧化硅的级分。这些二氧化硅粉末具有通常接近或等于0.1μm的平均粒度和大于50m2/g、优选50-400m2/g、尤其是150-350m2/g的bet比表面积。这些二氧化硅任选地:
[0163]-借助于至少一种相容剂而被预处理,所述相容剂选自满足至少以下两个标准的分子:
[0164]
1)在其与自身和与周围硅油的氢键区域与二氧化硅具有高相互作用;以及
[0165]
2)是它们本身或它们的降解产物,容易通过在气流中在真空下加热而从最终混合
物中除去,并且低分子量化合物是优选的;
[0166]-和/或经原位处理:
[0167]
·
借助至少一种未处理的二氧化硅以特定的方式处理,
[0168]
·
和/或以互补的方式通过使用至少一种性质与可用于预处理和如上定义的相容剂相似的相容剂。
[0169]
二氧化硅填料的原位处理应理解为是指将填料和相容剂在至少一部分上述主要的有机硅聚合物的存在下放置在一起。根据处理方法(预处理或原位)选择相容剂,并且相容剂可以例如选自包括以下的组:氯硅烷,聚有机环硅氧烷如八甲基环硅氧烷(d4),硅氮烷,优选二硅氮烷,或其混合物,六甲基二硅氮烷(hmdz)是优选的硅氮烷,每分子具有一个或多个与硅连接的羟基的聚有机硅氧烷,胺如氨或低分子量的烷基胺如二乙胺,低分子量的有机酸如甲酸或乙酸,及其混合物。在原位处理的情况下,优选在水存在下使用相容剂。关于这方面的更多细节,可参考例如专利fr-b-2764894。作为一种变化方案,可以使用提供通过硅氮烷的早期处理(例如fr-a-2320324)或延迟处理(例如ep-a-462032)的现有技术的增容方法,考虑到根据所使用的二氧化硅,它们的使用通常将不能获得通过根据本发明的两种情况下的处理获得的在机械性能方面,特别是延伸性方面的最佳结果。
[0170]
在优选的实施方案中,相容剂是六甲基二硅氮烷(hmdz)。
[0171]
用于本发明的可固化液体有机硅组合物x的细碎的二氧化硅或其它增强填料e1的量至少部分由固化弹性体中所需的物理性能决定。本发明的可固化液体有机硅组合物x每100份有机聚硅氧烷a通常包含5-100份,通常10-60重量份的增强填料。
[0172]
在一些实施方案中,增强填料e1选自二氧化硅和/或氧化铝,优选选自二氧化硅。
[0173]
导热填料e2的实例包括,但不限于,氧化铝、氮化铝、氮化硼、金刚石、氧化镁、氧化锌、氧化锆、银、金、铜及其组合。其它实例包括一种或多种类型的粉末和/或纤维,其选自纯金属、合金、金属氧化物、金属氢氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硅化物、碳、软磁合金和铁氧体。纯金属的实例包括铋、铅、锡、锑、铟、镉、锌、银、铜、镍、铝、铁和金属硅。合金的实例包括选自铋、铅、锡、锑、铟、镉、锌、银、铝、铁和金属硅的两种或更多种金属构成的合金。金属氧化物的实例包括氧化铝、氧化锌、氧化硅、氧化镁、氧化铍、氧化铬或氧化钛。金属氢氧化物的实例包括氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钡或氢氧化钙。金属氮化物的实例是氮化硼、氮化铝或氮化硅。金属碳化物的实例包括碳化硼、碳化硅和碳化钛。金属硅化物的实例包括硅化钛、硅化钨、硅化锆、硅化钽、硅化镁、硅化铌、硅化铬和硅化钼。碳的实例包括无定形碳黑、碳纳米管、石墨烯、金刚石、石墨、富勒烯和活性炭。在优选实施方案中,导热填料e2优选选自银粉、石墨、氧化铝粉末、氧化锌粉末、铝粉末、氮化铝粉末及其混合物。
[0174]
导电填料e3的实例可包括,但不限于炭黑、石墨、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、双壁碳纳米管、银和/或氯化银涂覆的结构,例如纳米线、金属纤维、金属纳米颗粒、金属微板、玻璃和/或二氧化硅微粒、微板和/或涂覆有导电材料的珠粒,和/或任何其它合适的填料、添加剂、改性剂和/或其组合。在固化的有机硅中产生导电性的颗粒和微粒导电材料的例子是金、铜、银、镍等的粉末和微粉,以及含有至少一种前述金属的合金;以及通过在陶瓷、玻璃、石英或有机树脂微粉等的表面上真空沉积或镀覆金属如金、银、镍、铜及其合金等而制备的粉末和微粉。符合上述描述的填料的实例是银、涂银的铝、涂银的铜、涂银的固体、涂银的陶瓷、镀银的镍、镍、涂镍的石墨、碳等。
[0175]
可以将空心玻璃珠e4加入到根据本发明的组合物中,当固化时,其产生有机硅复合泡沫并允许降低泡沫的密度。“有机硅复合泡沫”是指由固化的有机硅弹性体制成的基体,其中分散有中空玻璃珠。中空玻璃珠,特别是中空玻璃微球非常适合于此目的,因为除了具有优异的各向同性压缩强度之外,它们还具有在高压缩强度复合泡沫的制造中有用的任何填料的最低密度。高抗压强度和低密度的组合使得中空玻璃微球成为根据本发明具有许多优点的填料。根据一个实施方案,中空玻璃珠是中空硼硅酸盐玻璃微球,也称为玻璃泡或玻璃微泡。根据另一个实施方案,所述中空硼硅酸盐玻璃微球具有范围从0.10克每立方厘米(g/cc)至0.65克每立方厘米(g/cc)的真密度。术语“真密度”是通过将玻璃泡样品的质量除以如通过气体比重计测量的玻璃泡质量的真体积而获得的商。“真体积”是玻璃泡的聚集(aggregate)总体积,而不是堆体积。
[0176]
根据优选的实施方案,根据本发明的制品的固化的有机硅弹性体z是包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫。
[0177]
根据另一实施方案,中空玻璃珠e4的水平为在有机硅复合泡沫中或在所述有机硅复合泡沫的液体可交联有机硅组合物前体中至多50体积%的负载量,最优选有机硅复合泡沫或如下所述的所述有机硅复合泡沫的液体可固化有机硅组合物前体的5体积%至50体积%之间。
[0178]
根据优选的实施方案,空心玻璃珠e4选自3m公司销售的3m
tm glass bubble floated系列(a16/500,g18,a20/1000,h20/1000,d32/4500和h50/10,000epx玻璃泡产品)和3m
tm glass bubble系列(例如但不限于k1,k15,s15,s22,k20,k25,s32,s35,k37,xld3000,s38,s38hs,s38xhs,k46,k42hs,s42xhs,s60,s60hs,im16k,im30k玻璃泡产品)。所述玻璃泡表现出1.72兆帕(250psi)至186.15兆帕(27,000psi)的不同压碎强度,在该压碎强度下百分之十体积的第一批多个玻璃泡会崩塌。根据本发明,也可使用由3m销售的其它玻璃泡,例如3m
tm glass bubbles-flated系列、3m
tm glass bubbles-hgs系列和3m
tm glass bubbles(表面处理的)。
[0179]
根据优选实施方案,所述空心玻璃珠e4选自表现出在1.72兆帕斯卡(250psi)至186.15兆帕斯卡(27,000psi)范围内的压碎强度的空心玻璃珠,在该压碎强度下百分之十体积的第一批多个玻璃泡崩塌。
[0180]
根据最优选的实施方案,空心玻璃珠选自3m
tm glass bubbles系列、s15、k1、k25、im16k、s32和xld3000。
[0181]
在一些实施方案中,固化速率改性剂f为交联抑制剂f1和/或交联延缓剂f2。在一些实施方案中,固化速率改性剂f以0.001重量份至5重量份、0.005重量份至2重量份或0.01重量份至0.5重量份的量存在。
[0182]
在一些实施方案中,两部分的可固化液体有机硅组合物还包含组分:
[0183]
(g)0-2重量份的至少一种增稠剂g1或至少一种流变改性剂g2,和/或
[0184]
(h)0-10份的至少一种添加剂h。
[0185]
在一些实施方案中,组分(g)和(h)不存在于本发明的两部分可固化液体有机硅组合物中。
[0186]
本发明的有机硅弹性体也可含有至少一种固化速率改性剂f。固化速率改性剂f可为例如交联抑制剂f1和/或交联延缓剂f2。
[0187]
交联抑制剂也是公知的。可用作固化速率改性剂f的交联抑制剂f1的实例包括:
[0188]
·
有利地为环状并被至少一个烯基取代的聚有机硅氧烷,特别优选四甲基乙烯基四硅氧烷,
[0189]
·
吡啶,
[0190]
·
膦和有机亚磷酸酯,
[0191]
·
不饱和酰胺,
[0192]
·
烷基化马来酸酯,或
[0193]
·
炔醇。
[0194]
这些炔醇(参见fr-b-1528464和fr-a-2372874),它们形成氢化硅烷化反应的优选的阻热剂的一部分,并具有下式:
[0195]
r-c(r')(oh)-c≡ch
[0196]
其中:
[0197]-r是直链或支链烷基,或苯基;
[0198]-r'是h或直链或支链的烷基,或苯基;
[0199]-和基团r、r'和位于三键α位的碳原子可以形成环;r和r'中所含的碳原子总数至少为5,优选9-20。
[0200]
所述醇优选选自沸点为约250℃的那些。作为实例,可以提及:
[0201]
·
乙炔基-1-环己醇(ech);
[0202]
·
甲基-3十二炔-1醇-3;
[0203]
·
三甲基-3,7,11-十二炔-1醇-3;
[0204]
·
二苯基-1,1丙炔-2醇-1
[0205]
·
乙基-3乙基-6壬炔醇-3;
[0206]
·
甲基-3十五炔-1醇-3。
[0207]
这些α-炔醇是商业产品。这种调节剂以最多为2,000ppm、优选20-50ppm存在,基于有机聚硅氧烷a、ce和xl的总重量计。
[0208]
可用作固化速率改性剂f的交联阻滞剂f2的实例包括用于控制交联反应和延长有机硅组合物的适用期的所谓抑制剂。可用作固化速率改性剂f的有利的交联阻滞剂f2的实例包括,例如,乙烯基硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷或四乙烯基四甲基四环硅氧烷。还可以使用其它已知的抑制剂,例如乙炔基环己醇、3-甲基丁炔醇或马来酸二甲酯。
[0209]
本发明的可固化液体有机硅组合物还可包含一种或多种下列任选的组分,至少一种增稠剂g1或至少一种流变改性剂g2,和/或至少一种通常用于本发明领域的添加剂h。
[0210]
流变改性剂g2可改善流变性能,以提供成型制品的较高流动性和光滑表面。这种流变改性剂g2可为ptfe粉末、氧化硼衍生物、流动添加剂如脂肪酸脂肪醇衍生物、酯及其盐或氟代烷基表面活性剂。
[0211]
可以使用的添加剂h的实例包括有机染料或颜料、引入硅酮弹性体中以改进热稳定性、耐热空气性、抗硫化返原(reversion)、抗在高温下痕量酸或水的侵蚀下的解聚的稳定剂。增塑剂,或脱模油,或疏水油,如聚二甲基硅氧烷油,不含反应性烯基或sih基团的。脱模剂如脂肪酸衍生物或脂肪醇衍生物,氟代烷基。增容剂,例如羟基化硅油。粘合促进剂和粘合改性剂,例如有机硅烷。
[0212]
在混合两部分体系的第一液体组合物和第二液体组合物时,可固化的液体有机硅组合物可通过任何合适的方法在任何合适的温度下固化。例如,两部分体系的第一液体组合物和第二液体组合物可在室温(约20-25℃)或更高的温度下固化。在一些实施方案中,两部分体系的第一液体组合物和第二液体组合物可在50℃或更高、80℃或更高、100℃或更高、120℃或更高、150℃或更高下固化。在一些实施方案中,第一液体组合物和第二液体组合物在混合时在室温下固化。
[0213]
第一液体组合物和第二液体组合物之间的固化反应可以进行为获得根据本发明的合适的固化硅酮弹性体所需的任何时间长度。本领域技术人员将立即理解,反应的长度可以根据反应温度以及其它变量而变化。在一些实施方案中,第一液体组合物和第二液体组合物在室温下固化约一天。在其它实施方案中,第一液体组合物和第二液体组合物在≥100℃下固化约十分钟。
[0214]
在优选的实施方案中,选择根据本发明的可固化有机硅组合物x的组分以使所述组合物的粘度在25℃下达到最高10,000mpa.s,优选在25℃下达到约500mpa.s至约10,000mpa.s之间,并且甚至更优选在25℃下在1000mpa.s至约8,000mpa.s之间。
[0215]
本发明的另一个目的涉及一种回收方法,包括以下步骤:
[0216]
a)提供根据本发明和如上所述的制品,
[0217]
b)从载体s上剥离固化的有机硅弹性体z,然后
[0218]
c)回收或再利用所述制品。
[0219]
由于本发明的固化有机硅弹性体z提供了对各种基材具有粘合性能的材料,它可被剥离并具有清洁剥离性能和粘合破坏性能,因此它可容易地和清洁地通过人力除去。因此,当应用根据本发明的回收方法时,可以容易地进行修理工作(再利用)或回收(“生产再利用”)。固化的有机硅弹性体z的剥离力为3n-23n,该值在可供人利用其自身的能力剥离的操作范围内。
[0220]
根据本发明的回收方法适应性响应了所出现的对大型oem具有再加工能力或具有用于回收其许多设备的关键部件的工艺的需求。
[0221]
在根据本发明的再循环方法的优选实施方案中,所述制品是印刷电路板(pcb)、电子器件、二次电池组或光伏太阳能电池板。
[0222]
在优选的实施方案中,本发明涉及一种回收方法,其中制品是包含与固化的有机硅弹性体z接触的基材s的二次电池组,所述固化的有机硅弹性体z是根据本发明和如上所述的包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫。
[0223]
在优选的实施方案中,本发明涉及一种回收方法,包含以下步骤:
[0224]
a)提供一种制品,其为二次电池组,包含与固化的有机硅弹性体z接触的基材s,所述有机硅弹性体z为根据本发明和如上所述的包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫,
[0225]
b)从载体s上剥离固化的有机硅弹性体z,然后
[0226]
c)将所述二次电池组重新用于固定式能量存储。
[0227]
本发明中描述的回收方法将极大地受益于将根据本发明的有机硅复合泡沫用于热绝缘二次电池组,并且已经发现其使如专利申请us2018223070中所述的热失控的传播最小化。实际上,典型的ev锂离子电池组具有约250,000km的初次使用寿命,尽管快速充电由于更高的所需充电电流而加速了电池劣化。当汽车电池组失去其初始容量的15%至20%
时,它变得不适合牵引,因为电池的较低容量影响车辆的加速、行程和再生能力。在汽车寿命周期结束时重新使用电池用于固定式能量存储的可能性,例如作为智能电网的一部分以提供用于负载平衡、住宅或商业电力的能量存储系统(ess),是循环经济的关键步骤。电池再利用对电池在第一次和第二次使用中的寿命周期温室气体排放和能量使用的潜在影响也是与根据本发明的再循环方法的使用相关的关键优点。
[0228]
通过使用根据本发明的回收方法,根据本发明的有机硅复合泡沫可以容易地且清洁地从电池组剥离,从而允许收集并经由测试基本设施选择具有其原始容量的80-85%之间的电池用于再利用目的,和收集其他用于回收目的以回收关键原材料如钴、锂、铜、石墨、镍、铝和锰。
[0229]
根据本发明的再循环方法也适用于光伏太阳能电池板,例如单晶硅电池(单晶硅)和多晶硅电池(多晶硅)。
[0230]
本发明提供的其它优点将从以下示例性实施例中变得显而易见。
实施例
[0231]
有机硅组合物的制备:
[0232]
在以下实施例中,使用以下组分:
[0233]-组分a1:每分子具有至少两个与硅键合的烯基的含烯基的有机聚硅氧烷a=具有二甲基乙烯基甲硅烷基末端单元的聚二甲基硅氧烷,其在25℃下的粘度为500mpa.s至650mpa.s(mn≈10250g/mol)。
[0234]-组分a2:线性α,ω-乙烯基聚二甲基硅氧烷(20000mpa.s的平均粘度;mn≈49,000g/mol)。
[0235]-组分b:二有机基氢硅氧基封端的聚二有机硅氧烷ce=α,ω-氢化物聚二甲基硅氧烷(h-pdms-h)(粘度为7-10mpa.s;mn≈750g/mol)
[0236]-组分c:分子两端用二甲基氢硅氧基部分封端的二甲基硅氧烷和甲基氢硅氧烷的共聚物(粘度为28-32mpa.s;6.4-8.2重量%sih(xl)
[0237]-组分d:铂催化剂溶液:稀释在短直链的α,ω-乙烯基聚二甲基硅氧烷油中的铂金属(铂中的重量%=10)。
[0238]-组分e:原位处理的亲水性热解法二氧化硅(用六甲基二硅氮烷处理的300)。
[0239]-组分e1:中空玻璃:3m
tm glass bubbles系列k25,由3m company销售,玻璃泡密度为0.25g/cc,等静压破碎强度为750psi。
[0240]-组分f:ech(1-乙炔基-1-环己醇)。
[0241]
组分e2:martoxid
tm-3310氧化铝粉末(huber销售的导热填料)。
[0242]-组分lsr基体:63.6%重量的组分a2+26.3%重量的亲水性热解法二氧化硅(300)、2.5%重量的水和7.6%重量的六甲基二硅氮烷(原位处理的亲水性热解法二氧化硅)。
[0243]-组分lsr基体2:根据us 8,927,627的实施例1制备(制备描述为“lsr基体型添加剂”)。
[0244]-配方esa-7244=bluesil
tm esa 7244a&b,由elkem silicones出售,是液体双组
分的加聚热固化有机硅弹性体;比例:rhalk=1.24;在该配方中,没有二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce扩链剂;因此比率:rhce(%)=0。
[0245]-配方esa 7242=bluesil
tm esa 7242a&b,由elkem silicones出售,是液体双组分的加聚热固化有机硅弹性体;比例:rhalk=1.19;在该配方中,没有二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce扩链剂;和比例:rhce(%)=0。
[0246]-配方esa 6009=bluesil
tm esa 6009a&b,由elkem silicones出售,是液体双组分的加聚热固化有机硅凝胶;比例:rhalk=0.64;比例:rhce(%)=34。
[0247]
基材s:仅由裸露玻璃纤维构成的印刷电路板(pcb)
[0248]
制备配方的方法:
[0249]
下面引用的配方是通过将a和b部分以1:1的重量比混合而制备的。然后将所得混合物以1mm厚各自施加到基材s(pcb)上,并在120℃下在基材s上固化15分钟,并冷却12小时。用刀式切割机将涂有所得固化弹性体的基材s切割成25.4mm(1英寸)的宽度;允许总共4个片件被剥离。在环境温度下夹紧每一个条带并且以304.8mm/min(12英寸/min)的速率牵拉,并记录它们的力平均值。从该测试中,记录定量结果,并且当材料太弱时目视观察到撕裂。
[0250]-使用标准astm d-412方法(具有试样尺寸astm d-412模头c)用于拉伸、模量和断裂伸长率测试。astm d-624模头a用于撕裂测试。astm d-2240用于硬度测试。
[0251]
剥离试验:参照标准astm d-903,对用于剥离的基材、粘合衬里厚度(使用铜垫片)和剥离力速率进行修改。
[0252]
在混合1:1重量比的每种测试组合物的部分a和部分b,在pcb板上涂覆1mm厚的涂层并在120℃下固化15分钟并冷却12小时之后,测量机械性能。
[0253][0254][0255]
表1:配方明细(组分通过重量%列出)
[0256][0257]
表2:3种对比材料相对于实施例1配方的剥离力和定性分析结果。
[0258]
部分a:组分重量%部分b:组分重量%lsr基体28.88%lsr基体28.88%组分a158.81%组分a148.69%组分d0.04%组分c1.98%组分e112.28%组分e112.28%
ꢀꢀ
组分b8.14%总计100.00%组分f0.03%
[0259]
表3:用于制备本发明的有机硅复合泡沫(混合1:1重量份)的两部分形式的配方(实施例9)。
[0260]
包含用组合物涂布的基材s的制品,该组合物随后固化成根据本发明的有机硅弹性体,显示出对pcb基材的良好粘合性,并且当用手除去它们时,它们容易剥离,具有清洁剥离性能和粘合破坏性能,这表明它们可容易和清洁地通过人力除去。这允许有效的修复或再利用目的,因为不需要清洁基材的表面。此外,根据本发明的固化的硅酮弹性体z的所有剥离力在对于人来说以其自身能力可剥离的操作范围内。
[0261][0262]
表4:在将配方混合并固化到基材s之后的实施例9的结果
[0263]
有机硅复合泡沫显示出对pcb基材良好的粘合性,且当通过自然人力将其移除时,其可容易地剥离,具有清洁剥离的粘合破坏。这使得修理或再利用的目的是有效的,因为不需要清洁基材的表面。此外,根据本发明的固化的有机硅弹性体z的所有剥离力在对于人来说以其自身能力可剥离的操作范围内。
[0264][0265]
表5:配方10-18(组分通过重量%列出)
[0266]
[0267][0268]
表6:配方19-25(组分通过重量%列出)
[0269][0270]
表7:实施例10-18的固化的弹性体的机械性能。
[0271][0272]
表8:实施例10-18的固化的弹性体的机械性能
[0273][0274]
表9:实施例19-25的固化弹性体的机械性能
[0275][0276]
表10:实施例19-25的固化弹性体的机械性能
[0277]
根据本发明的涂覆到基材s上的有机硅弹性体显示出对这种pcb基材的良好粘合性,并且当用手将它们除去时,它们可容易地剥离,具有清洁剥离性能和粘合破坏性能,这表明它们可通过人力容易地和清洁地除去。这使得修理或再利用的目的是有效的,因为不需要清洁基材表面。此外,涂布在测试基材上的固化的有机硅弹性体z的所有测量的剥离力在可供人以其自身能力剥离的操作范围(1.5n-23n)内。此外,所有根据本发明的有机硅弹性体在除去之后在基材上没有残留有机硅弹性体。
技术特征:1.一种制品,其包含与固化的有机硅弹性体z接触的基材s,所述固化的有机硅弹性体z对各种基材具有粘合性并且可剥离,具有清洁剥离性,并且其中所述固化的有机硅弹性体z在混合和固化可固化的液体有机硅组合物x时制得,所述可固化的液体有机硅组合物x优选作为两部分的可固化液体有机硅组合物储存,所述两部分的可固化液体有机硅组合物包括包含组分(a)、(b)、(c)、(e)和可能的(f)但不包含(d)的第一液体组合物,和包含组分(a)、(e)和(d)但不包含(b)和不包含(c)和不包含(f)的第二液体组合物,其中所述第一液体组合物和所述第二液体组合物分开储存并且包含组分:(a)100重量份的每分子具有至少两个与硅键合的烯基的至少一种含有烯基的有机聚硅氧烷a,(b)至少一种二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce,(c)至少一种有机硅交联剂xl,其每个分子含有至少3个与硅键合的氢原子,(d)至少一种加成反应催化剂d,和(e)1-500重量份的至少一种填料e,(f)0-10重量份的至少一种固化速率改进剂f,其中组分(a)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,并且其中组分(e)在第一和第二液体组合物中可以相同或不同,其中确定含有烯基的有机聚硅氧烷a、二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce和有机硅交联剂xl的量,使得:1)比率rhalk的值是1.00<rhalk<1.35,其中rhalk=nh/talk,并且其中:-nh=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的氢原子的摩尔数;以及-talk=直接键合至所述液体有机硅组合物x的硅原子的烯基的摩尔数,和2)%摩尔比rhce在50%≤rhce<98%的范围内,其中rhce=nhce/(nhce+nhxl)
×
100,并且其中:a)nhce是直接键合到二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机基硅氧烷ce的硅原子上的氢原子的摩尔数,和b)nhxl=直接键合到有机硅交联剂xl的硅原子上的氢原子的摩尔数。2.根据权利要求1的制品,其中比值rhalk为1.10≤rhalk<1.25。3.根据权利要求1的制品,其中所述固化的有机硅弹性体z对环氧玻璃纤维板具有在1.5n至23n范围内并且优选3n至23n的180
°
剥离粘附力。4.权利要求1的制品,其中固化的有机硅弹性体z的断裂伸长率值为至少300%,根据astm d-412测量。5.根据权利要求1的制品,其中通过如下实现所述基材s和所述固化的有机硅弹性体z之间的接触:将所述可固化液体有机硅组合物x灌封或封装、涂覆、施加或喷涂到所述基材s上,然后将其固化以获得所述固化的有机硅弹性体z;或者用所述可固化液体有机硅组合物x灌封或浸渍所述基材s,然后将其固化以获得所述固化的有机硅弹性体z。6.根据权利要求1的制品,其中所述基材s选自印刷电路板的元件、电子器件的元件、二次电池组的元件和光伏太阳能电池板的元件。7.根据权利要求1的制品,其中所述每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10-500个硅原子的有机氢聚硅氧烷,和其中比值α在0.01≤α≤
0.957的范围内,其中α=d/(∑si),和其中:
·
d=每个分子中直接与si原子连接的h原子的数目,和
·
∑si是每个分子的硅原子的总和。8.根据权利要求1的制品,其中所述每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10-500个硅原子的有机氢聚硅氧烷,和其中所述有机氢聚硅氧烷包含0.45-40重量%的sih。9.根据权利要求1所述的制品,其中所述有机硅交联剂xl包含:(i)至少3个式(xl-1)的甲硅烷氧基单元,其可以相同或不同:(h)(z)
e
sio
(3-e)/2
ꢀꢀ
(xl-1)其中:-符号h表示氢原子,-符号z表示具有1-8个碳原子的烷基,包括端值,和-符号e等于0、1或2;以及(ii)至少一个,优选1-550个式(xl-2)的甲硅烷氧基单元:(z)
g
sio
(4-g)/2
ꢀꢀ
(xl-2)其中:-符号z表示具有1-8个碳原子的烷基,包括端值,和-符号g等于0、1、2或3;其中xl-1和xl-2中的z可以相同或不同。10.根据权利要求7所述的制品,其中所述有机硅交联剂xl包含3至60个式(xl-1)的甲硅烷氧基单元和1至250个式(xl-2)的甲硅烷氧基单元。11.根据权利要求1的制品,其中所述每分子含有至少3个与硅键合的氢原子的有机硅交联剂xl是在每个分子内包含10-250个硅原子的有机氢聚硅氧烷,并且其中比值α在0.10≤α≤0.75的范围内。12.根据权利要求1所述的制品,其中所述二有机基氢甲硅烷氧基封端的聚二有机硅氧烷ce具有下式(2):其中:-r和r”是独立的并且选自c1至c
20
烷基,和-n是1-500的整数。13.根据权利要求1所述的制品组合物,还包含:(g)0-2重量份的至少一种增稠剂g1或至少一种流变改性剂g2,和/或(h)0-10份的至少一种添加剂h。
14.根据权利要求1所述的制品,其中所述填料e选自增强填料e1、导热填料e2、导电填料e3、中空玻璃珠e4以及它们的混合物。15.根据权利要求1所述的制品,其中所述固化的有机硅弹性体z为包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫。16.根据权利要求15所述的制品,其中所述有机硅复合泡沫中的中空玻璃珠e4的水平为至多50%体积负载量。17.一种回收方法,包括以下步骤:a)提供根据权利要求1到16任一项所述的制品,b)从载体s上剥离固化的有机硅弹性体z,然后c)回收或再利用所述制品。18.根据权利要求17的回收方法,其中所述制品是印刷电路板、电子器件、二次电池组或光伏太阳能电池板。19.如权利要求17所述的回收方法,其中所述制品是包含与固化的有机硅弹性体z接触的基材s的二次电池组,所述固化的有机硅弹性体z是包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫。20.根据权利要求17的回收方法,包括以下步骤:a)提供一种二次电池组制品,其包含与固化的有机硅弹性体z接触的基材s,所述固化的有机硅弹性体z是包含中空玻璃珠e4的有机硅复合泡沫,b)从载体s上剥离固化的有机硅弹性体z,然后c)将所述二次电池组重新用于固定式能量存储。
技术总结本发明涉及一种可用于循环经济的制品,其包含与固化的有机硅弹性体Z接触的基材S,所述固化的有机硅弹性体Z可被剥离并具有清洁剥离性能,并且可容易地通过人力除去。本发明还涉及回收方法,包括从根据本发明的制品的载体S上剥离固化的有机硅弹性体Z,然后回收或再利用所述制品。用所述制品。用所述制品。
技术研发人员:B
受保护的技术使用者:埃肯有机硅美国公司
技术研发日:2021.01.28
技术公布日:2022/11/1