[发明专利]一种湿气固化的烷氧基硅封端的聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种湿气固化的烷氧基硅封端的聚合物，以及这种聚合物的制备方法。更具体的讲，涉及到一种粘度较低的末端含有可水解交链的烷氧基硅基团的聚合物及其制备方法。

背景技术

含有烷氧基硅基团的聚合物遇湿气时，烷氧基可水解，进而使聚合物交链固化，已经被广泛应用于建筑、家装和汽车工业等行业中作为涂覆、密封胶和胶粘剂等。在这些应用场合，对固化后聚合物的弹性、粘接强度和固化速率等都提出了严格的要求。

国内外专利和文献报导中出现了许多关于含有烷氧基硅基团的聚合物及其合成方法。在国外的专利中(如USP5296582)，目前大部分是采用端羟基的聚合物与含异氰酸酯基团的硅烷进行反应来制备这一类聚合物，但是由于含异氰酸酯基团的硅烷的合成相对困难(USP3598852)，市场价格很贵，这在一定程度上限制了含有烷氧基硅基团的聚合物的发展；另外的一种方法为：先以过量的甲苯二异氰酸酯，如TDI等，与羟基封端的聚合物反应制备异氰酸酯封端的预聚物，然后将这种预聚物同氨基烷氧基硅烷(如氨丙基三乙氧基硅烷)进行反应封端得到聚合物，但是氨基同异氰酸酯的反应难以控制，易产生凝胶，而且生成的脲酸酯基团-NHCONH-会大大增加聚合物的粘度，影响了聚合物的进一步的加工和使用，需加入一定量的增塑剂等才能使用[史小萌等，热固性树脂，2003，18(1)，P10]。采用烯丙基封端的聚合物同含氢硅氧烷(如三甲氧基硅烷)进行硅氢加成反应虽然也可以得到烷氧基硅封端的聚合物，但是副反应较多，操作困难，影响了聚合物的性能(USP4302751)。

发明内容

本发明的目的是提供一种可湿气固化的较低粘度的烷氧基硅封端的聚合物，以及这种聚合物的一种简单的制备方法，这种聚合物在接触湿气条件下可交链固化，从而起到粘接、密封等作用。

一种湿气固化的烷氧基硅封端的聚合物，它具有如下的化学结构式：

(OR)_3-nSi(CH₃)_n(CH₂)_aS-[PU]-CONH-R¹-NHCO-S-(CH₂)_a-Si(CH₃)_n(OR)_3-n

其中，PU代表：-[CONHR¹NHCO(OC₂H₄)_b(OC₃H₆)_cO]_x-；a＝1或3；R代表-CH₃或-C₂H₅；n＝0或者1；b＝0～10；c＝10～100；x＝1～5；

R¹＝H₃或

一种制备上述聚合物的方法，它由以下步骤组成：

步骤1.将双羟基封端的聚醚(A)与异氰酸酯(B)反应，生成NCO基团封端的预聚体(以下称为NCO预聚体)，

步骤2.将(A)与(B)反应得到的NCO预聚物再与巯基硅烷(C)反应，生成本发明的湿气固化的烷氧基硅封端的聚合物，其中：

A为数均分子量为1000至5000的双羟基封端的聚醚，其通式如下(I)：

H-(-OC₂H₄)_b-(O-iso-C₃H₆)_c-OH    (I)

式中，b＝0～10，c＝10～100；

B为含有两个异氰酸酯基的化合物；

C为含有一个巯基和一个以上具有水解活性的烷氧基的硅基化合物，其通式如下(II)：

HS-(CH₂)_a-Si(CH₃)_n(OR)_3-n    (II)

式中，a＝1或3；R代表-CH₃、或-C₂H₅；n＝0或者1。

上述的制备方法，步骤1或步骤2中，可以添加适量的催化剂来加速羟基或巯基与异氰酸酯基的反应、降低反应的温度并减少反应的时间，催化剂可以为常用的合成聚氨酯时所采用的催化剂。

更具体的说：