[发明专利]一种增粘剂及其合成方法和应用

说明书

本发明属于有机硅材料领域，尤其涉及一种增粘剂及其合成方法和应用。本发明提供的增粘剂具有式(I)所示的化学结构；式(I)中，R₃、R₉和R₁₀独立地的选自烷基、乙烯基或氢原子，且至少有一个为乙烯基或氢原子。本发明在增粘剂结构中保留乙烯基或Si‑H键，使得可参与液体硅橡胶共同形成化学交联结构，提高自粘型有机硅液体硅橡胶与基材的粘结力；且由于其结构主体为聚硅氧烷，因此与硅橡胶的相容性较高。本发明提供的增粘剂对不同基材具有选择性粘接，具体表现为：对聚碳酸酯(PC)、玻璃具有良好的粘接性，对聚亚苯基砜树脂(PPSU)、不锈钢无粘接性，非常适用于塑料等复合制品的注射成型。

技术领域

本发明属于有机硅材料领域，尤其涉及一种增粘剂及其合成方法和应用。

背景技术

随着有机硅材料应用的推广，越来越多的硅橡胶与其他材料的复合产品引起市场的关注。在加成型液体硅橡胶与其他材料的复合中有较高的粘接需求。

硅橡胶因其自身的惰性使得其与大部分基材的粘结性都较差，因此硅橡胶与基材的粘接成为了发展硅橡胶复合材料的关键因素。从物理化学角度来看，胶料与基材之间要想形成完美的粘接，两者之间的界面必须有良好的浸润。对于以聚甲基硅氧烷为主要结构的液体硅橡胶而言，在20℃时，其表面张力约为20×10^-5N·cm^-1，相较于其他种类聚合物，表面张力较小，有利于液体硅橡胶在基材上的润湿。

胶黏剂与基材形成粘接后受到外力破坏时，理想的状态是呈现内聚破坏和混合破坏。此时形成内聚破坏很大程度取决于胶黏剂的内聚力，而内聚力与胶黏剂的化学结构息息相关。胶黏剂分子极性越大，内聚能密度越大。对于高表面能的被粘物来说，胶黏剂的极性越强，其粘接强度越大。对于硅橡胶而言，主要由内聚能较低的甲基和乙烯基组成，不利于形成内聚破坏，导致粘结强度较小。当分子结构中带有极性较强的酯基，羧基等基团时，容易形成较为牢固的粘接，这也是聚丙烯酸类聚合物适用于胶黏剂的原因。但聚硅氧烷由于良好的分子链柔性，理论上能作为较好的胶黏剂，但由于商品化的硅橡胶主要由甲基乙烯基聚硅氧烷组成，极性较小，不利于与基材形成内聚破坏，因此通用型硅橡胶与大部分基材无法形成较好的粘接。

为了提高硅橡胶与基材的粘结性，现有技术大多使用底涂剂预先对粘结基材表面进行预处理，这往往会带来工序繁琐及环境污染等问题；另外一种常用的方法是添加增粘剂在液体硅橡胶中来提高其与基材的粘结，比用底涂剂的方法要工艺简单而且环保，成为了当下研究硅橡胶粘结基材领域的热点。

现有技术中公开较多的关于对加成型液体硅橡胶有粘结性的组合物是包含环氧基和Si-H基的粘合助剂及合成的特定有机氢聚硅氧烷和可水解的有机硅化合物，对塑料及不锈钢都有粘结性，添加这类增粘剂会使得制品不能很好的从模具上脱落下来，从而造成制品缺陷；还有一种技术是添加羟基乙烯基硅油及各类硅烷偶联剂和粘结助剂来实现液体硅橡胶和塑料基材粘结，但是该方法成本高，添加助剂多，配方体系复杂；也有专利公开通过像液体硅橡胶中添加非硅类增粘助剂实现基材粘接，但此类增粘剂分子与聚硅氧烷相容性较差，导致硅橡胶制品透明度降低。