具有在固化過程中釋放醇的成分的可固化組合物的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種可固化組合物，其包含至少一種非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物和至少一種固化催化劑，其特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團，本發明還涉及包含該可固化組合物的密封劑和/或粘合劑，本發明還涉及所述可固化組合物或密封劑和粘合劑的用途。
【專利說明】具有在固化過程中釋放醇的成分的可固化組合物
[0001]本發明涉及一種可固化組合物，其包含至少一種非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物和至少一種固化催化劑，其特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團，本發明還涉及包含該可固化組合物的密封劑和/或粘合劑，本發明還涉及所述可固化組合物或密封劑和粘合劑的用途。
[0002]烷氧基硅烷封端的聚合物已被使用一段時間，作為具有廣泛的應用譜的粘合劑和密封劑的基礎。這些包括從Kaneka以商品名MS-PolymerK銷售的聚醚基產品，以及由不
同的其他生產商生產的甲娃烷基改性的聚氨酯，例如來自Bayer的Desmoseal ?s產品。
在這些產品中，潛在的化學反應導致僅在聚合物的鏈端產生烷氧基甲硅烷基官能團，在每個鏈端引入一個以上的烷氧基甲硅烷基是不可能的。
[0003]所使用的烷氧基硅烷官能團通常是甲基二甲氧基硅烷，和不太常用的三甲氧基硅烷。當使用乙氧基硅烷(與甲氧基硅烷不同，其在固化過程中消除乙醇而不是甲醇)時，固化速度通常是不足的，因此不可能在工業和商業上用作密封劑和/或粘合劑。文獻“Geniosil - Organofunktionelle Silane von WACKER，，[Geniosil-Organofunctional silanes from WACKER)(http://www.wacker.com/cms/media/publications/downloads/6085_DE.pdf,網絡公開于2011年2月20日))在第11頁記載了烷氧基硅烷官能團的類型與和表皮形成時間(skin formation time)之間的關系,表皮形成時間描述了表面開始固化。該文獻提到，在硅烷官能團的相同化學環境中，與三甲氧基硅烷相比，三乙氧基硅烷需要4倍以上的較長時間(與三甲氧基硅烷的25分鐘相比，三乙氧基硅烷需要>2小時)開始形成表皮。這種巨大的反應性差異因而不僅會影響表面的固化，而且深入影響固化，更特別是在前24小時內。丙氧基硅烷或異丙氧基硅烷沒有足夠的反應性用于室溫固化粘合劑或密封劑配制物中。`
[0004]然而，如果使用在固化過程中釋放醇的基礎聚合物，甲氧基官能的硅烷或甲氧基氨基硅烷另外用于化學干燥和/或促進對基底的粘合，這樣在全部配制物的固化過程中再次釋放甲醇。用于化學干燥劑的非常典型的代表是乙烯基三甲氧基硅烷；在粘合促進劑中，通常有氨丙基三甲氧基硅烷的衍生物。
[0005]在甲醇的有害影響方面，甲醇的釋放是有問題的。特別是在室內或通風不良的地方，甲醇作為一種神經毒素，是需要關注的問題。在此方面，散發乙醇的風險較低。因此，理想地，使用在固化過程中只消除乙醇并且不消除甲醇的粘合劑和/或密封劑。
[0006]因此，本發明的目的是提供在固化過程中釋放乙醇和僅少量的甲醇，優選沒有甲醇的可固化組合物，并且其固化特性能夠使其在工業和商業上用作粘合劑和/或密封劑。
[0007]通過使用在DE102010038768和DE102010038774中提供的預聚物的特定選擇實現了該目的，所述預聚物在固化過程中只釋放乙醇，如果合適的話，使用特定的干燥劑和/或粘合促進劑。
[0008]本發明提供了一種可固化組合物，其包括至少一種非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物、至少一種固化催化劑，其特征在于:所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團，優選為二乙氧基甲硅烷基官能團和/或三乙氧基甲硅烷基官能團。
[0009]本發明還提供了本發明的組合物用于基底的增強、整平、改性、粘合粘接、密封和/或涂層的用途。
[0010]本發明的可固化組合物的優點在于，在濕氣引發的固化過程中，釋放的乙醇與釋放的其他醇的總和(更具體地，釋放的甲醇)的重量至少為10:1，優選至少20:1，更優選為50:1至200:1,最優選釋放的全部為乙醇。
[0011]本發明的組合物的進一步的優點在于，與市場上可得的基于甲氧基甲硅烷基的組合物的固化速率相比，其固化速率相當。
[0012]以下通過示例說明本發明的組合物、其制備方法及其用途，這些示例性實施例不用于限制本發明。如果下文中提到范圍、通式或化合物類，這些不僅包括相應的范圍或明確提到的化合物組，而且包括所有的子范圍和子組的化合物，這些可以通過選擇單個值(范圍)或化合物而得到。如果在本說明書中引用了文獻，其內容，特別是基于所討論的內容的記載應形成本發明的公開內容的一部分。如果下文中的數字以百分比報告，除非另外說明，％中的數字以重量計。如果下文中提到平均值，除非另外說明，這些平均值是數均平均值。如果在下文中提到物質的性質，例如粘度等，除非另外說明，這些性質是在25°C下測得的物質的性質，并且如果合適的話，是在10秒―1的剪切速率下測得的物質的性質。
[0013]在本發明的上下文中，術語“烷氧基化產物”或“聚醚”包括聚醚、聚醚醇、聚醚多元醇、聚醚酯，還包括聚醚碳酸酯，它們可以彼此同義使用。表達“聚”不一定意味著有在分子或聚合物中有多個醚官能團或醇官能團。相反，這只表明至少存在各單體單元的重復單元或具有較高分子量以及某種多分散度的其他組合物。
[0014]本發明上下文中的詞“聚”不僅包括在分子中具有一種或多種單體的至少3個重復單元的化合物，更特別地還包括那些具有分子量分布并且平均分子量至少為200克/摩爾的化合物的組合物。此定義考慮了以下事實:在所討論的工業領域中通常已經將這類化合物作為聚合物，盡管它們看起來不滿足與OECD或REACH指引類似的聚合物定義。
[0015]本發明的可固化組合物包含至少一種非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物A和至少一種固化催化劑，所述可固化組合物的特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間，更優選2.25到6.5之間，特別優選2.5到5.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團。
[0016]有利地，所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物只具有乙氧基甲硅烷基團作為烷氧基甲硅烷基。本發明的組合物優選包含烷氧基化產物A，其中所有的乙氧基甲硅烷基是三乙氧基甲硅烷基。特別優選的組合物包含烷氧基化產物A，其只具有三乙氧基甲硅烷基作為烷氧基甲硅烷基。
[0017]本發明組合物中存在的所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物A可以通過例如 EP2093244 (US2010/0041910) ,DE102010038768 或 DE102010038774 中描述的
方法制備。
[0018]根據EP2093244，其中所公開的與結構，式1、I1、III和式VIII相關的內容完全引入作為本說明書的一部分，第一次可以制備帶有烷氧基甲硅烷基的烷氧基化產物，與現有技術不同，其沿聚醚鏈具有嵌段分布或無規分布的烷氧基甲硅烷基，并且不只是位于鏈的端部。此外，這些化合物的特點在于與反應相關的端OH基。
[0019]在分子中存在OH基和水解敏感的烷氧基甲硅烷基是化合物的本征反應性及易于交聯形成三維聚合物網絡的原因。但是，測試還顯示OH基的反應性可能太高而無法實現I組分粘合劑和密封劑配制物所需的足夠的貯存穩定性。貯存穩定性在此表示最終的含催化劑的配制物在市場上常見的厚壁盒中貯存過程中耐交聯或凝膠化的穩定性。所提到的化合物特別包括式(I)的那些。
[0020]式(I)的烷氧基化產物的不同單體單元，下標d到j的片段和取代基R1中存在的
任何聚氧化烯鏈片段，彼此可以嵌段結構分布或者可以無規分布。
[0021]
【權利要求】
1.可固化組合物，其包含至少一種非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物、至少一種固化催化劑，其特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團。
2.根據權利要求1所述的組合物，其特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物只具有乙氧基甲硅烷基作為烷氧基甲硅烷基。
3.根據權利要求1或2所述的組合物，其特征在于所有的乙氧基甲硅烷基是三乙氧基甲娃烷基。
4.根據任何權利要求1至3任一項所述的組合物，其特征在于所述非排他性末端烷氧基甲硅烷基化的烷氧基化產物是具有通式(III)的預聚物:
5.根據權利要求4所述的組合物，其特征在于所述組合物只包含其中R8如權利要求4所定義的式(III)的預聚物，并且不包含其中R8是氫的式(III)的預聚物。
6.根據權利要求4所述的組合物，其特征在于除了其中R8如權利要求4所定義的式(III)的預聚物，所述組合物還包含其中R8是氫的式(III)的預聚物。
7.根據權利要求6所述的組合物，其特征在于其中R8如權利要求4所定義的式(III)的預聚物與其中R8是氫的式(III)的預聚物的質量比為100:>0到10:90。
8.根據權利要求1至7中至少一項所述的組合物，其特征在于所述組合物包含一種或多種粘合促進劑和/或一種或多種化學濕氣干燥劑。
9.根據權利要求1至8中至少一項所述的組合物，其特征在于其包含3-氨丙基三乙氧基硅烷和/或(3_氣丙基)甲基二乙氧基硅烷作為粘合促進劑。
10.根據權利要求1至9中至少一項所述的組合物，其特征在于其包含乙烯基三乙氧基硅烷作為化學濕氣干燥劑。
11.根據權利要求1至10中至少一項所述的組合物，其特征在于所述組合物包含一種或多種選自以下組的添加劑:增塑劑、填料、溶劑和用于調整流動特性的添加劑。
12.根據權利要求1至11中至少一項所述的組合物，其特征在于其包含一種或多種選自以下組的物質:交聯劑、阻燃劑、脫氣劑、抗微生物劑和防腐劑物質、染料、著色劑和顏料、抗凍劑、殺真菌劑和/或反應性稀釋劑，以及絡合劑、噴霧助劑、潤濕劑、香料、光穩定劑、自由基清除劑、UV吸收劑和穩定劑。
13.根據權利要求1至12中至少一項所述的組合物，其特征在于所述組合物是密封劑或粘合劑，或用于制備密封劑或粘合劑。
14.根據權利要求1至13中至少一項所述的組合物，其特征在于基于全部組合物，所述組合物包含10重量％至小于80重量％的預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲娃烷基官能團。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的組合物，其特征在于基于全部組合物，所述組合物包含10重量％到80重量％的預聚物，平均每個預聚物具有2.0和8.0之間的乙氧基甲硅烷基官能團；0.30重量％至3.0重量％的粘合促進劑；比例小于30重量％的增塑劑，可固化烷氧基化產物和增塑劑的質量比更優選小于烷氧基化產物的1.1倍；比例為18重量％-65重量％的填料；比例為0.2重量％-3.0重量％的化學濕氣干燥劑；以及比例為0.1重量％-5.00重量％的固化催化劑，在每種情況下基于全部組合物。
16.根據前述權利要求任一項所述的組合物，其特征在于在濕氣引發固化的過程中，所釋放的乙醇與其他醇，特別是甲醇的重量比大于IO:1，或者所釋放的醇只有乙醇。
17.根據權利要求1-16任一項所述的組合物用于基底的增強、整平、改性、粘合粘接、密封和/或涂層的用途。
【文檔編號】C08G18/71GK103492447SQ201280015489
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月21日 優先權日:2011年3月29日
【發明者】B·M·布魯格, M·勒辛, S·吉斯勒-布蘭克, B·馮布魯赫 申請人:贏創德固賽有限公司