[发明专利]两性离子硅氧烷聚合物及由其形成的离子交联聚合物

说明书

发明领域

本发明涉及两性离子的硅氧烷聚合物，更具体地涉及两性离子的硅氧烷聚合物和具有凝胶状稠度的离子交联改性的氨基官能聚硅氧烷聚合物，其用于增稠硅油或其他溶剂。交联是在三维网络中聚合物链的连接。离子交联是优选的，因为最终的凝胶粘度可能还取决于温度和离子强度，从而允许进行另外的后加工处理。

技术背景

人们知道各种含有两性离子的硅烷和硅氧烷聚合物，并且曾发现使用其中一些聚合物可提供离子交联，生成硅氧烷凝胶和固体橡胶。但是，迄今为止借助离子交联生成凝胶时所公开的硅氧烷聚合物需要使用特别的试剂，因为生产能充分交联而得到凝胶和固体橡胶的聚合物很困难，成本也很高。

例如，在1985年6月25日授权的Campbell等人的美国专利No.4 525 567中公开了一种弹性体的硅氧烷两性离聚物。公开的两性离聚物具有离子交联性，可形成凝胶或固体橡胶，其两性离聚物特征在于它是基于磺内酯的两性离聚物，然而与其相反，本发明的组合物是不含硫的，基于酰胺酸或吡咯烷酮羧基的两性离聚物。Campbell等人提出的产品与本发明组合物之间还有一个不同，本发明的这些反应可以在硅油或其他优选的溶剂的存在下进行。

在1976年5月11日授权的Plueddemann的美国专利No.3 956 353中，公开了氨基官能的硅烷与环状酸酐的反应产物。但是，这些反应物局限于乙烯基苄基官能胺，它既不同于本发明反应物的胺官能基团，也不要求这样一种取代。而且，与本发明公开的增稠组合物相反，该专利中公开的产物是低分子量的单体，它们是水性或醇性的偶合剂成分。

Halloran等人在美国专利No.5 008 424中，公开了以氨基官能硅氧烷与环状酸酐的反应产物为主要成分的两性离子的氨基官能硅氧烷，它们用于抛光剂配方。但是，Halloran等人仅公开了低至中等分子量的流体，并且也没有提及高分子量两性离子流体或其溶剂增稠的性质。

Schulz等人在美国专利5 654 362中公开了用交联的硅氧烷弹性体，特别是通过在低分子量硅油存在下，用铂催化含有硅烷的流体与α，ω-二烯的反应增稠的硅油和溶剂。本发明的不同之处在于通过分子间和/或分子内的非共价连接形成两性离子交联系统。Schulz等人进一步要求在加入另外的低分子量油时，在剪切力作用下机械迫使凝胶变成糊状物或粉末。与Schulz等人不同，在本发明中，凝胶的稠度部分地与温度相关，需要进一步稀释时，可以在加热下添加另外的硅油或溶剂。

因此，与增稠硅油配方的典型现有技术相比，本发明具有新的独特优点，这些优点在下文中将变得显而易见。

发明简述

本发明涉及具有增稠的凝胶状稠度的新离子交联聚硅氧烷组合物，其制备如下：(A)下述通式(式1)的含有二氨基的聚硅氧烷：

式1：

式中：

R相同或不同，选自R₂或-OR₉，式中R₉是氢或烷基；

R₁相同或不同，选自R、R₂或含二氨基的式-F₁-NR₅-F-NH₂基，其中F₁是有1-12个碳原子的直链或支链亚烷基；F是有2-10个碳原子的直链或支链亚烷基，R₅是氢或低级烷基；条件是至少一个R₁基团是含二氨基的基团；

R₂相同或不同，选自R和取代或未取代的烷基、芳基和烯烃基(乙烯基)；

R₃和R₄相同或不同，选自取代或未取代的烷基、芳基、封端或未封端的聚氧化烯、烷芳基、亚芳烷基或烯基；

a是0-10 000的整数；并且

b是10-1000的整数；条件是如果侧R₁基团是含二氨基的基团，a可以是0，或a∶b的比为至少1∶1至200∶1。

(B)含酸的反应物，该反应物选自衣康酸和/或其三烷基甲硅烷基酯衍生物；取代或未取代的环状酸酐；取代或未取代的共轭烯属酸，例如丙烯酸或其酯，或乙烯基磷酸及其混合物，(A)与(B)在高温(优选地约25-150℃)下反应，生成含有羧酸和仲胺基和/或叔胺基的离子交联的两性离子硅氧烷聚合物，该聚合物具有增稠的凝胶状稠度。选择性地，该反应在(C)低分子量硅油或其他溶剂存在下进行，它另外还包括将硅油或其他溶剂增稠为凝胶状稠度的新方法。