[发明专利]具有低VOC生成潜能的可水解硅烷和含所述硅烷的树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及在水解时生成具有低蒸气压(LVP)的副产物的可水解硅烷和 含所述硅烷的树脂组合物，例如含有机树脂的粘合剂、密封剂和涂料。

背景技术

常规的可水解的有机官能性硅烷已知在粘合剂、密封剂和涂料组合物 中用作增粘剂、交联剂、表面改性剂和吸湿剂(干燥剂)。这些硅烷的特征在 于具有一个或多个可水解的甲氧基或乙氧基，所述一个或多个可水解的甲 氧基或乙氧基在水分的存在下进行水解和随后的缩合，以形成稳定的硅-氧- 硅或硅-氧-金属键。这些常规的可水解的有机官能性硅烷的水解生成高蒸气 压副产物如甲醇或乙醇。由于担心消费者暴露于挥发性有机化合物(VOC)， 这些挥发性副产物对于许多类型的消费品是不希望的。消费品的VOC排放 已经成为并将继续成为政府规章的主题，例如，State of California Air Resources Board′s Regulation for Reducing Volatile Organic Compound Emissions from Consumer Products，Final Regulation Order，Subchapter 8.5， Consumer Products。

在制造了可湿固化树脂之后，非常希望该树脂与湿气隔离，以将任何 可能对含所述树脂的产品的有效性产生消极影响的水解最小化。可湿固化 树脂如果在含所述树脂的产品的制造之后和使用之前的任何时间暴露于甚 至小量的湿气将进行一定程度的过早固化(从可忽略的固化至过度的固化)。 可以容易地认识到，需要避免该树脂有害程度地过早固化，例如，在包装 在防潮圆柱状容器中的可湿固化密封剂的情况中。当需要时和在任何时候， 通过应用适当的力(通过手动活塞施加)，将密封剂从圆柱状容器放出到基底 上。当仍在容器中时，所述密封剂暴露于甚至小量的湿气(例如，在包装时 可以在密封剂中存在的湿气量)会引起固化，导致密封剂粘度增加且为了从 容器放出来需要过高的力度。如果未预料到并适当地解决，这种产品粘度 随时间推移的积累(视为存储稳定性问题)对于这些产品的便利和成功的应 用可以成为主要的缺点。

因此，在可湿固化密封剂、涂料、粘合剂或它们的含硅烷的树脂组分 中包含吸湿剂已经成为惯例，以减小硅烷的这种存储中的水解和随后的缩 合的可能性或程度，由此保持或增加它的存储稳定性。在吸湿剂中，乙烯 基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷是本领域中已知的。这些化合物优先 与湿气反应，由此减小组合物的含硅烷的有机树脂组分过度地过早固化的 机会。然而，当应用含硅烷树脂的组合物时，常规的吸湿剂乙烯基三甲氧 基硅烷或甲基三甲氧基硅烷组分也将进行水解和缩合，从而产生显著的量 的挥发性有机化合物(VOC)，具体地，单醇如甲醇，即环境安全危害物，所 述环境安全危害物仍然是建立校正法规和管理细则的目标。

在涂料、粘合剂和密封剂的制造中的另一惯例是将增强粘合的量的通 常低分子量的硅烷如氨基硅烷、脲基硅烷或环氧硅烷结合至它们的制剂中。 这些可水解的有机官能性硅烷与有机树脂和基底(在该基底上施用了所述可 水解的有机官能化硅烷)形成键。如吸湿的乙烯基三甲氧基硅烷中的情况一 样，增粘硅烷当进行水解(当将含这些可水解有机官能化硅烷的组合物施用 于基底时发生水解)时也将排放显著的量的VOC如甲醇和乙醇。

发明内容

根据本发明，提供了具有低VOC生成潜能(low VOC-generating potential) 的可水解硅烷，所述硅烷具有：

(i)至少一个有机官能团，所述有机官能团是非空间位阻的吸电子基团 (non-bulky electron withdrawing group)和/或能够与相互作用性有机树脂 (mutually interactive organic resin)在接触后进行相互作用的基团，所述有机 官能团通过稳定的桥联基团键合至可水解甲硅烷基的硅原子，和

(ii)至少一个可水解基团，所述可水解基团键合至硅并含有选自氧、氮 和它们的组合的至少两个杂原子，所述可水解基团的水解生成在20℃的蒸 气压低于0.1mm Hg的化合物。

进一步根据本发明，提供了具有低VOC生成潜能的树脂组合物，所述 树脂组合物包含：

a)对树脂组合物性质起增强作用的量的至少一种可水解硅烷，所述可水 解硅烷具有：