[发明专利]甲硅烷基化聚合物和氨基硅烷粘合促进剂的组合物

说明书

本发明的领域

本发明涉及能够通过硅烷固化化学固化的聚合物和由此制备的组合物。

本发明的背景

硅烷固化化学过程用于不同类型的聚合物工艺和由此制备的组合物，如甲硅烷基化聚丙烯酸类，RTV聚硅氧烷，甲硅烷基化聚氨酯，甲硅烷基化聚醚和其它等等，以便交联。当骨架是有机聚合物时，这些体系通常被称为杂化物，杂化聚合物，杂化体系，或类似名称，因为它们能够结合有机聚合物化学与无机(硅基)固化化学。对于本申请，RTV聚硅氧烷体系包括在组合物中，因为它们使用相同的固化化学过程，即使它们一般提供了明显不同的固化性能。众所周知的是，用于交联的位于聚合物上的硅烷结构的类型直接影响了组合物的性能，如固化速度，柔性，粘合力或机械性能如断裂拉伸和撕裂强度。

硅烷结构终止的聚合物链对最终固化后体系性能的影响的典型实例例如作为甲硅烷基化聚氨酯聚合物给出在Berger等的US4,374,237中，其中可固化的异氰酸酯终端的聚氨酯至少部分与具有至少两个三烷氧基硅烷基的含仲胺的硅烷单体反应。其它硅烷封端的聚氨酯聚合物和密封剂公开在Seiter的US3,627,722中，该专利描述了聚氨酯密封剂如烷基氨基烷基三烷氧基硅烷，巯基烷基三烷氧基硅烷和芳基氨基烷基三烷氧基硅烷，它们含有大百分数，但优选低于百分之百的用Si(OR)₃封端的异氰酸酯端基，其中R是低级烷基。

为了克服柔性不足的问题，Pohl和Osterholtz在US4,645,816中教导了新型室温、湿气可固化的硅烷终端的聚氨酯，它携带与具有一个二烷氧基硅烷基和有至少一个活性氢的有机官能团的硅烷单体反应的异氰酸酯端基。交联该聚合物以产生具有改进柔性的弹性体网络。

降低固化弹性体的交联密度的另一方法是使用在氮上具有大取代基的仲氨基硅烷作为硅烷封端剂，优选使所有游离异氰酸酯端基与这些仲氨基硅烷反应。Feng的EP676,403报道了使用芳基氨基硅烷，尤其具有一个二烷氧基硅烷基的那些提供了柔性进一步改进的益处。Zwiener等在US5,364,955中公开了使用某些N-烷氧基甲硅烷基烷基-天门冬氨酸酯的相似益处。Rizk等的US4,345,053描述了湿气可固化的硅烷终端的聚合物，它是通过使具有端部活性氢原子的聚氨酯与具有端部异氰酸酯基和键接于硅的至少一个可水解的烷氧基的异氰酸有机基硅烷反应制备的。Rizk和Hsieh的US4,625,012描述了具有异氰酸酯端基和有键接于硅的至少一个可水解的烷氧基的硅烷基的湿气可固化的聚氨酯，其中该硅烷基可以侧挂于该链。

对于其它硅烷固化杂化体系也给出了类似的教导。线性和支化硅烷终端的聚醚聚合物以不同比率混合以改变柔性和机械性能。RTV聚硅氧烷交联剂官能团产生了特殊的物理性能。

Bryant和Weis在US3,979,344中指出了使用小量的氨基硅烷添加剂如N-(B-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷可以改进硅烷终端的聚氨酯的固化速度。

本发明的简述

本发明涉及新型氨基烷基硅烷作为粘合促进剂的用途，这种粘合剂具有连接于硅原子的支化键。在本发明中使用的优选硅烷粘合促进剂在它的硅和氨基之间具有支化亚烷基键。

本发明使用杂化聚合物和硅烷粘合促进剂的组合物在普通基材如玻璃和铝上，显示了与γ-氨基丙基硅烷粘合促进剂相比更优异的粘合性。另外，组合物具有显著改进的柔性，产生了较高的伸长率，低模量和较软的密封剂材料。柔性和粘合力增强使得通过使用杂化有机聚合物体系如甲硅烷基化聚氨酯，可以实现其性能更酷似用于土木建筑应用的RTV聚硅氧烷密封剂的性能。

本发明的组合物包括：

a)具有端基或侧基烷氧基甲硅烷基，芳氧基甲硅烷基或烷基肟基甲硅烷基的甲硅烷基化聚合物；和

b)下式的硅烷粘合促进剂：

其中R¹是支化或者环状亚烷基，亚芳基或亚烷芳基，这些基团的任一个任选可以被一个或多个醚氧原子或(聚)硫桥基插入，条件是R¹具有至少4个碳原子；R²是具有1-6个碳原子的烷基，芳基或烷芳基；R³是C₁-C₆烷氧基或C₃-C₅酮肟基；R⁴是氢，可以任选被取代的烃基，或一种基团，它可以热解封以形成含有连接于它的氮原子的胺基；和z是0或1。

在这些组合物中使用的甲硅烷基化聚合物可以是有机或无机的。尤其优选的聚合物是甲硅烷基化聚氨酯。