[发明专利]含有基于硅烷化聚醚嵌段聚合物的聚氨酯的可固化组合物

说明书

技术领域

本发明涉及硅烷交联的可固化组合物、它们的制造，和它们在粘合剂和密封剂及在涂布剂中的用途。

背景技术

具有活性烷氧基硅烷基的聚合物体系是已知的。在大气水分的存在下，这些烷氧基硅烷封端的聚合物在室温下即已能够彼此缩合，释放烷氧基。由此取决于烷氧基硅烷基的浓度及其结构而形成的主要是长链聚合物(热塑性塑料)、相对宽网孔的三维网络(弹性体)，或高度交联的体系(热固性塑料)。

聚合物通常包括端部带有烷氧基硅烷基的有机骨架。有机骨架可包括例如聚氨酯、聚酯、聚醚等。

多年来，单组分的水分固化的粘合剂和密封剂在许多技术应用中扮演了重要角色。除具有自由异氰酸酯基的聚氨酯粘合剂和密封剂外，传统的基于二甲基聚硅氧烷的硅酮粘合剂和密封剂(所谓的改性硅烷粘合剂和密封剂)的使用近来也在增加。在后者的组中，聚合物骨架的主要成分是聚醚，活性并可交联的端基是烷氧基硅烷基。和聚氨酯粘合剂和密封剂相比，改性硅烷粘合剂和密封剂的优势在于不含异氰酸酯基，特别是单体二异氰酸酯；它们也因为和多种基材的粘合范围宽，无需使用底层涂料(primer)的表面预处理而著称。

US 4,222,925 A和US 3,979,344 A描述了硅氧烷封端的有机密封剂组合物，在室温下即可固化，该组合物基于异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物和3-氨基丙基三甲氧基硅烷或者2-氨基乙基-或3-氨基丙基甲氧基硅烷得到无异氰酸酯的硅氧烷封端的预聚物的反应产物。然而，基于这些预聚物的粘合剂和密封剂的机械性质不令人满意，尤其是就它们的伸长率和断裂强度而言。

下述用于基于聚醚制造硅烷封端的预聚物的方法已被描述：

-用包括烷氧基硅烷基的单体(例如乙烯基三甲氧基硅烷)进行不饱和单体的共聚。

-在热塑性塑料(比如聚乙烯)上接枝不饱和单体(比如乙烯基三甲氧基硅烷)。

-在醚合成中，用不饱合氯化合物(例如烯丙基氯)将羟基官能化的聚醚转化成具有端烯双键的聚醚，然后在氢化硅烷化反应中在例如第八族过渡金属化合物的催化影响下将它和具有可水解基团(例如HSi(OCH₃)₃)的氢硅烷化合物反应，得到硅烷封端的聚醚。

-在另一种方法中，含有烯不饱合基团的聚醚和巯基硅烷(例如3-巯基丙基三烷氧基硅烷)反应。

-在另一种方法中，首先将含羟基聚醚和二异氰酸酯或聚异氰酸酯反应，然后将它和氨基官能化的硅烷或巯基官能化的硅烷反应，得到硅烷封端的预聚物。

-另一种可能性提供羟基官能化的聚醚和异氰酸酯基官能化的硅烷(例如3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷)的反应。

这些制造方法，以及前述硅烷封端的预聚物在粘合剂/密封剂应用中的用途描述于例如下列专利文件中：US 3,971,751A、EP-A-70475、DE-A-19849817、US 6,124,387A、US 5,990,257A、US 4,960,844A、US3,979,344A、US 3,632,557A、DE-A-4029504、EP-A-601021、或EP-A-370464。

EP-A-0931800描述了通过将末端不饱和度小于0.02meq/g的多元醇组分和二异氰酸酯反应以得到羟基封端的预聚物，然后将它和式OCN-R-Si-(X)_m(-OR¹)_3-m的异氰酸酯基硅烷反应而制造硅烷化聚氨酯，其中，m是0、1、或2，各个R¹基是具有1到4个碳原子的烷基，R是双官能有机基团。根据该文件的教导，这样的硅烷化聚氨酯具有优良的机械性质组合，在合理的时间内固化，得到不显示过度粘度的低粘性密封剂。

WO-A-2003 066701公开了聚氨酯预聚物，其包括烷氧基硅烷端基和OH端基，基于官能度降低的高分子量聚氨酯预聚物，用作低模数密封剂和粘合剂的结合剂。为此，首先反应聚氨酯聚合物，其由NCO含量为20到60％的二异氰酸酯组分和包括作为主要组分的分子量在3000和20,000之间的聚氧化亚烷基二醇的多元醇组分组成，所述反应在50到90％的OH基团转化率停止。然后进一步使该反应产物和包括烷氧基硅烷基和氨基的化合物反应。据说这些反应得到具有相对低平均分子量和低粘度的预聚物，据说保证获得高水平的性质。