[发明专利]在环境温度下可硫化成弹性体的有机聚硅氧烷组合物以及新的有机聚硅氧烷缩聚催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及在环境温度下可硫化成弹性体的有机聚硅氧烷组合物，它通过缩聚而交联并且不含具有毒性问题的基于烷基锡的催化剂。

本发明还涉及有机硅化学中的新的缩聚催化剂，并且涉及其作为有机聚硅氧烷的缩聚反应的催化剂的用途。

更具体地说，本发明涉及在使用前呈现2组分形式的组合物(RTV-2)。

背景技术

通过缩聚交联的弹性体配制剂通常包含硅油(通常为聚二甲基硅氧烷，具有羟基端基，任选地通过硅烷预官能化以便具有烷氧基末端)、交联剂、缩聚催化剂(通常为锡盐或钛酸烷基酯)、增强填料和其它任选的添加剂，例如增量填料、粘合促进剂、着色剂、杀生物剂等。

这些在环境温度下可硫化的有机聚硅氧烷组合物是公知的，并且分成不同的两类：单组分组合物(RTV-1)和双组分组合物(RTV-2)。

在交联过程中，水(在RTV-1的情况下通过环境水分提供，或者在RTV-2的情况下引入组合物的一部分中)使得发生缩聚反应，这导致形成弹性体网络。

通常，单组分组合物(RTV-1)在它们暴露于来自空气的水分时发生交联，也就是说它们不能在封闭的介质中交联。例如，用作密封剂或常温固化粘合剂的单组分有机硅组合物遵循乙酰氧基硅烷、酮亚胺氧基硅烷(ketiminoxysilane)、烷氧基硅烷等类型的反应性官能团的水解机理，然后进行形成的硅烷醇基团与其它残余的反应性官能团之间的缩合反应。水解通常借助水蒸气进行，所述水蒸气从暴露于大气的表面扩散到材料中。通常，缩聚反应的速度非常慢；这些反应因此通过合适的催化剂进行催化。作为使用的催化剂，最常使用基于锡、钛、胺的催化剂或者这些催化剂的组合物。基于锡(参见特别是FR-A-2557582)和钛(参见特别是FR-A-2786497)的催化剂是非常有效的催化剂。

至于双组分组合物，它们以两种组分的形式销售和储存，第一组分含有基础聚合物材料，第二组分含有催化剂。将两种组分在使用时混合并且该混合物交联成较硬的弹性体的形式。这些双组分组合物是公知的，并且尤其记载于Walter Noll的著作“Chemistry and Technology of silicones”(有机硅化学与技术)1968，第二版，第395至398页中。这些组合物基本上包含4种不同的成份：

-α，ω-二羟基二有机聚硅氧烷反应性聚合物，

-交联剂，通常为硅酸盐或聚硅酸盐，

-锡催化剂，以及

-水。

通常，缩合催化剂基于锡的有机化合物。实际上，已提出很多基于锡的催化剂作为RTV-2的交联催化剂。最广泛使用的化合物为烷基锡羧酸酯，例如单油酸三丁基锡，或者二烷基锡二羧酸酯，例如二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡或二月桂酸二甲基锡(见Noll的著作“Chemistry and Technology of silicones”第337页，Academic Press，1968，第二版，或者专利EP 147 323或EP 235 049)。

然而，尽管基于烷基锡的催化剂非常有效，通常无色、为液体且可溶于硅油，但是具有有毒的缺点(CMR2生殖毒性)。

基于钛的催化剂也广泛用于RTV-1中，然而具有严重缺点：它们具有比基于锡的催化剂慢的速度。此外，由于胶凝问题，这些催化剂不能用于RTV-2中。

有时也提及其它催化剂，例如基于锌、锆或铝的催化剂，但是由于它们中等的有效性，仅仅经过很少的工业开发。

为了持续的开发，因此看来需要开发无毒的用于有机聚硅氧烷缩聚反应的催化剂。

有机聚硅氧烷的缩聚反应的催化剂的另一重要方面是使用时间(“适用期”或“工作时间”)，即在该时间期间该组合物可以在混合后使用而不固化。该时间应当足够长以便使其可以使用，同时也应该足够短以便最晚在其制备几分钟或几小时后获得可操纵的模制品。该催化剂因而应当使得可以获得催化的混合物的使用时间和模制品可操纵时的时间(该时间取决于目标应用，例如模塑或形成密封)之间的良好的折中。另外，该催化剂应当赋予催化的混合物不随着储存时间长度而变化的展开时间(temps d’étalement)。

发明内容

本发明的主要目的因而是寻找能够同时在单组分和双组分弹性体组合物的交联中使用的催化体系。

本发明的另一主要目的是提出仍然同时满足单组分和双组分两种类型的弹性体组合物的交联、使用和储存要求的催化体系。