[发明专利]制备可交联的有机聚硅氧烷分散体的方法

说明书

本发明涉及制备交联有机聚硅氧烷(organopolysiloxanes)的分散体的方法。本发明进一步涉及交联有机聚硅氧烷的分散体。本发明还涉及由所述交联有机聚硅氧烷的分散体制备的成形体(shaped bodies)。

对于具有高粘度的聚硅氧烷(polysiloxanes)的制备，存在多种方法。美国专利文献5,942,574披露了利用具有至多10000000mPa·s的高粘度的原材料的乳状液(emulsions)的制备。然而为达到此目的，必需使用特殊结构的重型挤压机。结果得到的乳状液非常粗糙，而且稳定性低。这些乳状液含聚硅氧烷(silicones)，其尽管具有高的粘度，但是没有交联。

人们同样熟悉交联硅氧烷的乳状液。对于硅氧烷的交联，其需要交联剂，还需要含(重)金属或不含金属的催化剂。在某些情况中，为了控制反应性和贮存期以防止不希望出现的早期凝胶作用(premature gelling)，还使用阻聚剂。

根据美国专利文献5,001,187，OH封端的聚二甲基硅氧烷在酸性条件下发生乳液聚合，及通过加入锡化合物和蒸发除去水，在7天内形成高弹体膜。

美国专利文献2001/0027233 A1描述了利用双组分体系制备高弹体的相似方法。一种乳状液包含OH封端的聚二甲基硅氧烷和乳液状的交联剂。另一种乳状液包含锡催化剂。两种乳状液混合后，组分在锡的催化作用下反应。反应形成了具有相对低粒度及在树脂中分散性(distributability)提高的交联颗粒的悬浮液(suspension)。

美国专利文献4,894,412描述了自交联的氨基硅氧烷乳状液，其在70℃下3天的碱催化反应制备而成，该反应包括多个操作步骤，使用了7种组分。水蒸干后，得到一种柔韧的、类似橡胶的膜。

欧洲专利文献0874017 B1披露了金属催化下的链增长反应。得到的硅氧烷是具有至多75000000mm²/sec的粘度的油，而不是硬的或高弹性的膜或粉末。

德国专利文献2912431 A1描述了由环硅氧烷起始制备有机聚硅氧烷乳胶，利用强酸性乳化剂作为催化剂，如十二烷基苯磺酸，使环硅氧烷开环并进行聚合，例如在γ位具有官能团的功能化三烷氧基硅烷存在下。为了达到此目的，在80℃下至少加热乳状液2个小时，然后必须在较低的温度下老化，然后使其中和。

WO 2004/069899描述了含少量八甲基环四硅氧烷(D4)的含水硅油乳液(aqueous silicone oil emulsions)的制备，通过硅烷醇官能化的聚硅氧烷乳状液与γ-氨基硅烷(例如3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-(2-氨乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷)在氢氧化钠作为催化剂的条件下的反应得到，并且因此发现了其在化妆品方面的应用。室温下反应时间为6至8小时，反应过程中硅氧烷聚合物的粘度从4000mPas增加至6500mPas。虽然使用了三官能硅烷，但是没有获得交联高弹体。

水基RTV-1[一组分，室温交联]混合物同样使用添加的含金属催化剂，以获得高的反应性和快速成膜等等，如美国专利文献5,861,459所描述的那样。为了进一步获得高弹性膜所需的性质，如粘合性，需要使用多种添加剂，如氨基官能化的有机聚硅氧烷或特殊的硅氧烷树脂，其本身需要制备，成本高且不经济。

如欧洲专利文献828794 B1所示，不含金属的含水RTV-1分散体由至少下述3种组分构成：

1.含有可缩合基团的有机聚硅氧烷；

2.用作交联剂且具有至少3个交联反应基团的有机硅化合物(不含胺)；

3.碱性的、含N的有机硅化合物，

加上乳化剂和水形成分散体。

欧洲专利655475 B1将特殊的硅氧烷树脂用作交联剂分子。

该综述表明经过干燥形成硬的或高弹性的硅氧烷网络的乳化硅油(silicone emulsion)的组合物或制备是不令人满意的。可交联硅氧烷的乳状液的配方和制备过程是复杂的，通常由多种所需的组分构成。由于各个组分的不同性质以及制备过程中彼此在乳状液中的相互影响，在乳状液中难以获得质量一致的交联硅氧烷。此外，由于具有毒理学的、对环境不利或其它的不利性质，例如对乳状液贮存稳定性的损害，不需要催化剂，尤其是含金属的催化剂，以及溶剂。