薄硅酮膜的生產(chǎn)的制作方法
【專利說明】薄硅酮膜的生產(chǎn)
[0001] 本發(fā)明涉及用于連續(xù)生產(chǎn)薄娃酮膜（thin silicone film)的方法，其中膜厚度 在0.1至200 ym之間，并且在200cm2的區(qū)域（面積，area)內(nèi)測量的厚度精度（thickness precision)為±5%，并且還涉及通過該方法生產(chǎn)的娃酮膜，和涉及它們的用途。
[0002] EP0097313A1描述了膜厚度為1至500 ym的薄硅酮彈性體膜的生產(chǎn)。對于生產(chǎn)， 將該膜施加于銅版紙。為了生產(chǎn)薄膜，這是使用輥涂、氣刮刀或逆輥涂布、繞線刮棒涂布或 噴涂的涂布技術(shù)完成的。這些技術(shù)導(dǎo)致產(chǎn)生了具有不令人滿意的厚度精度的硅酮膜，并因 此僅僅具有受限的有用性。
[0003] DE2408659描述了生產(chǎn)薄的、無缺陷的硅酮膜的方法，其中通過流延已加入溶劑的 離心硅酮材料來生產(chǎn)硅酮膜。然而，該昂貴并且不方便的方法不適合連續(xù)過程中的工業(yè)生 產(chǎn)。此外，通過所述流延法所達(dá)到的厚度精度也是不夠的。
[0004] EP1661686A2描述了硅酮層的擠出或共擠出。就厚度精確而言，擠出法不適合于約 200 ym以下的層厚度，這構(gòu)成該技術(shù)的實質(zhì)缺陷。此外，在擠出期間通過使用載體材料，載 體厚度的波動將轉(zhuǎn)移至硅酮膜。
[0005] DE2045558中描述了用于生產(chǎn)薄硅酮膜的連續(xù)方法。該方法的主要缺點在于：一 方面，刮刀涂布需要高溶劑含量（理想地，描述了 60% )，而另一方面，與擠出法類似，層厚 度的精度取決于所使用的載體的精度。
[0006] 如現(xiàn)有技術(shù)所示，可以通過擠出法或模制法生產(chǎn)厚度范圍從約200 ym至高達(dá)幾 毫米的硅酮膜。這里，各種方法顯示出不同的缺點。就間斷模制法來說，層厚度的降低伴隨 著自動脫模期間的問題，并且此外，每平方米（sq.m.)膜的生產(chǎn)成本高于連續(xù)操作法的情 況。HTV橡膠的擠出法具有以下缺點：相對大的厚度變化，以及由于車間設(shè)計和狹縫膨脹引 起的有限可能性，層厚度降低至200 ym以下。
[0007] 除了絕對層厚度之外，在所生產(chǎn)的整個幅材（網(wǎng)，web)范圍內(nèi)層厚度的均勻性對 于膜作為例如電介質(zhì)或膜的應(yīng)用來說是關(guān)鍵因素。特別是在其中將膜用作電介質(zhì)的介電電 活性聚合物（簡稱為EAP)的發(fā)展過程中，對厚度在1至約250 y m之間的非常均勻的膜存 在需求。電活性聚合物在致動器（激勵器）、傳感器或發(fā)電機中的應(yīng)用基于電能向機械能的 轉(zhuǎn)換或者機械能向電能的轉(zhuǎn)換。在將導(dǎo)電涂層施加于膜一側(cè)或兩側(cè)后，例如，通過施加電壓 導(dǎo)致系統(tǒng)總體變形（致動器原理）。
[0008] 因此，一個目的是提供用于生產(chǎn)具有非常薄和非常均勻的層厚度并且還具有高表 面質(zhì)量和高長期耐負(fù)荷性的薄硅酮膜的連續(xù)方法。
[0009] 出乎意料地，該目的通過本發(fā)明的用于連續(xù)生產(chǎn)膜厚度為0. 1至200 y m并且在 200cm2區(qū)域范圍內(nèi)測量的厚度精確為±5%的薄硅酮膜的方法實現(xiàn)，
[0010] 其特征在于，
[0011] i)通過狹縫模頭（Slotdie)的間隙將可交聯(lián)的、含溶劑或不含溶劑的硅酮組合 物00涂布至移動載體（movingcarrier)，
[0012] ii)隨后從載體膜上形成的硅酮層除去如果存在的溶劑，并且使硅酮層交聯(lián)，
[0013] iii)在交聯(lián)后可以將所得硅酮膜與載體分離，
[0014] 具有以下前提條件：
[0015] -步驟i)中狹縫模頭與載體成10°至90°之間的角度；
[0016] -載體移動速度在0? 1至1000m/min之間；
[0017] -根據(jù)DIN53019測量的硅酮組合物⑴的動態(tài)粘度在lOOmPa ? s至lOOPa ? s之 間。
[0018] 應(yīng)理解在本文以下不同地方所公開的本發(fā)明各個特征的優(yōu)選實施方式，從而在它 們的優(yōu)選實施方式中，這些特征的組合也是特別優(yōu)選的。
[0019] 本發(fā)明的方法盡可能在沒有顆粒的情況下進行。沒有顆粒是指在膜生產(chǎn)的整個過 程中，必須小心以確保無論是可能以活性或惰性填料的形式通過混合引入還是以外來顆粒 的形式，包含盡可能少的大于所需層厚度的約1/3的顆粒。例如，在厚度為24 ym的本發(fā)明 的硅酮膜中，優(yōu)選地不包含直徑超過8 y m的顆粒。原則上，通過目前技術(shù)水平已知的所有 技術(shù)，可以從硅酮組合物（X)中除去任何顆粒。這些技術(shù)的實例為在存在或不存在助濾劑 如活性炭、金屬氧化物等的情況下，通過過濾器篩網(wǎng)（strainer sieves)(鐵絲網(wǎng)、鋼絲編織 層（金屬絲編織層））、由多種廣泛材料（金屬、塑料、陶瓷等）中的任一種制成的濾棒、過 濾技術(shù)，如例如磁性過濾、通過壓濾機、回流過濾器、吸濾器的壓濾等的過濾。從硅酮組合物 (X)除去顆粒的另一個實例為離心，并且可以在批次方法中或連續(xù)地發(fā)生所說明的或者有 可能的所有方法。
[0020] 用于從硅酮組合物（X)生產(chǎn)硅酮膜的方法優(yōu)選地在其中沒有大于5 ym的顆粒的 清洗室內(nèi)條件下發(fā)生。對于生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計，這表示在除去任何存在的顆粒后，儲存未交聯(lián) 的硅酮組合物（X)并僅在ISO 5 (ISO 1466-1)類或更好的清潔房間內(nèi)，優(yōu)選地在ISO 4類 或更好的清潔房間內(nèi)加工。
[0021] 對于娃酮膜的生產(chǎn)，用作載體的載體材料（carrier material)起次要作用。 僅表面質(zhì)量是至關(guān)重要的，這是因為通過硅酮組合物⑴直接顯示出表面中的突起 (elevations)或凹陷（depressions)。為此，所使用的載體材料優(yōu)選地為表面特別平并且 不含有大于待生產(chǎn)的膜厚度的5%，優(yōu)選地3%的凹陷或突起的那些。載體材料的實例如 下：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、玻璃紙、聚酯（聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二 甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯）、含氟聚合物（聚四氟乙烯）、金屬條或金 屬箔（作為連續(xù)的條或者通過所示的進料輥；具有或不具有表面涂層的所有金屬均可能）。 所使用的載體材料的厚度同樣僅起次要作用。聚合物載體或金屬箔的優(yōu)選厚度為10 U m至 200 ym，而金屬條的為200 ym至2mm。優(yōu)選的載體材料為金屬箔、金屬條，和聚乙稀、聚丙 烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯以及聚四氟乙烯的聚合物膜。
[0022] 用于娃酮膜生產(chǎn)的載體的移動速度（travel speed)通常在0. 1至1000m/min之 間，優(yōu)選地，在〇. 5至500m/min之間，并且更優(yōu)選地在1至250m/min之間。通過本發(fā)明的 方法，有可能實現(xiàn)幾厘米至幾米之間的幅材寬度（web width)，優(yōu)選的寬度為10cm至4m之 間，更優(yōu)選地為20cm至3m之間。
[0023] 由于使用了狹縫模頭，所生產(chǎn)的硅酮層的厚度僅依賴于通過供給泵所設(shè)置的材料 流速；幅材速度；和所使用的可交聯(lián)硅酮組合物（X)的密度。如根據(jù)DIN53019所測量的，硅 酮組合物（X)的動態(tài)粘度在lOOmPa ? s至lOOPa ? s之間，優(yōu)選地在200mPa ? s至75Pa ? s 之間，并且更優(yōu)選地在300mPa ? s至50Pa ? s之間。根據(jù)目前的技術(shù)水平，狹縫模頭是技術(shù) 人員已知的。
[0024] 使用圖1至圖4,以下描述了示例性形式的本發(fā)明的方法的多個實施方式。然而， 對于本發(fā)明方法的設(shè)計形式，這些實施方式不應(yīng)視為是排他的。
[0025] 在一個簡單的實施方式中，在根據(jù)圖1的生產(chǎn)線上生產(chǎn)本發(fā)明的硅酮膜。
[0026] 圖1用作本發(fā)明方法的簡單圖示。在如圖1所示的布置的情況下，以導(dǎo)致產(chǎn)生所需 層厚度的方式調(diào)整進料速率和載體速度，在步驟i)中通過狹縫模頭中的間隙輸送未交聯(lián) 的硅酮組合物（X)來生產(chǎn)硅酮膜。狹縫模頭頭部的間隙開口通常處于與待生產(chǎn)的層相同的 寬度范圍，但顯著的區(qū)別也是有可能的（如根據(jù)以后的實施例明顯的）。狹縫模頭距載體的 距離稍大于膜所需的層厚度。例如，對于50 y m厚的硅酮膜，狹縫模頭和載體之間的距離可 以在55 ym至500 ym之間改變。在50 ym膜的情況下，所述距離優(yōu)選地在55 ym至350 ym 之間，并且更優(yōu)選地，在55 ym至200 ym之間。
[0027] 可替換地，狹縫模頭相對于載體的位置可以從上方（位置A)、水平（位置B)或從 下方（位置C)垂直發(fā)生。在圖1中，狹縫模頭與載體材料之間的角度為90°，但是如以下 隨后將描述的，其它角度也是可能的。圖1顯示了用于步驟ii)的元件1至3。應(yīng)理解，元 件數(shù)目僅是舉例說明，并且對它們的數(shù)目沒有限制。當(dāng)使用不包含溶劑的硅酮組合物（X) 時，單一元件的使用（例如，熱空氣、IR照射或紫外線照射）可足以在步驟ii)中導(dǎo)致交聯(lián) 以形成硅酮膜。在包含溶劑的硅酮組合物（X)的情況下，如果在加工步驟ii)中，除去溶劑 和交聯(lián)步驟以提供硅酮膜是分開的，則有利地需要至少兩個元件，元件1和元件2。然而，多 種元件的組合也可以用于步驟ii)。例如，在圖1中，元件1用于排出溶劑，元件2用于交 聯(lián)，并且元件3用于后處理。在圖1中，當(dāng)硅酮膜固化時，將其收集并與載體卷在一起。根 據(jù)幅材速度和硅酮組合物（X)的起始溫度，元件1-3的排出、交聯(lián)和后處理部分的長度可以 改變。
[0028] 在圖2中，以與圖1相同的方式進行生產(chǎn)，但其中具有載體預(yù)處理的額外處理步驟 ia)。這是載體的浸漬處理。浸漬處理后，將載體通過擠壓輥和拋光輥以除去過量的預(yù)處理 材料。
[0029] 在圖3中，以與圖2相同的方式進行生產(chǎn)，但是其中在交聯(lián)以提供硅酮膜后，在步 驟iii)中具有使用第二載體，載體2的額外處理步驟。在本文中，將載體2涂覆（施加） 至硅酮膜的表面，并且通過輕微偏移（盡管它還可以同時發(fā)生），將硅酮膜與載體1分離并 與載體2 -起收集。
[0030] 在圖4中，以與圖2相同的方式進行生產(chǎn)，但區(qū)別在于在步驟ii)中的生產(chǎn)后，直 接如步驟iii)將硅酮膜與載體分離，并且獨自收集。
[0031] 對于硅酮組合物（X)，原則上有可能使用目前技術(shù)水平已知的所有硅酮?？梢允褂?加成-交聯(lián)、過氧化交聯(lián)、縮合-交聯(lián)或輻射-交聯(lián)組合物。優(yōu)選過氧化或加成-交聯(lián)組合 物。特別優(yōu)選加成-交聯(lián)組合物。
[0032] 在現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)本發(fā)明使用的加成-交聯(lián)硅酮組合物（X)是已知的并且最簡 單的，包含
[0033] (A)至少一種具有帶有脂族碳-碳多重鍵基團的直鏈化合物，
[0034] (B)至少一種具有Si-鍵合的氫原子的直鏈有機聚硅氧烷，
[0035] 或者，代替（A)和（B)
[0036] (C)至少一種具有帶有脂族碳-碳多重鍵的SiC-鍵合的基團并且具有Si-鍵合的 氫原子的直鏈有機聚硅氧烷，和
[0037] (D)至少一種氫化硅烷化催化劑。
[0038] 加成-交聯(lián)硅酮組合物（X)可以是單組份硅酮組合物或雙組份硅酮組合物。
[0039] 在雙組份硅酮組合物的情況下，本發(fā)明的加成-交聯(lián)硅酮組合物（X)的兩種組分 可以包含處于任何所需組合的所有成分，通常條件是一種組分不同時包含具有脂族多重鍵 的硅氧烷、具有Si-鍵合的氫的硅氧烷和催化劑，換言之，基本不同時包含成分（A)、（B)和 (D)，或（C)和（D)。
[0040] 如已知的，選擇在本發(fā)明的加成-交聯(lián)硅酮組合物（X)中使用的化合物（A)和（B) 以及單獨的（C)，從而使交聯(lián)是可能的。因此，例如，化合物（A)具有至少2個脂族不飽和 基團，并且（B)具有至少3個Si-鍵合的氫原子，或化合物（A)具有至少3個脂族不飽和基 團，并且硅氧烷（B)具有至少2個Si-鍵合的氫原子，或者使用硅氧烷（C)代替化合物（A) 和（B)，該硅氧烷（C)具有處于上述比例的脂族不飽和基團和Si-鍵合的氫原子。具有以 上指明比例的脂族不飽和基團和Si-鍵合