[发明专利]制备低粘度、快速固化硅烷封端聚合物的改进方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明的实施方式涉及硅烷封端的聚合物及其生产方法。

相关技术说明

可交联的硅烷封端的聚合物(STPs)广泛用作建筑或工业用途的涂料、粘合剂、密封材料、弹性体等(CASE应用)的原料聚合物。可商购的STPs通常由以下三条路线获得：(1)氢化硅烷化包含烷氧基硅烷端基和聚醚主链的乙烯基封端的聚醚；(2)氨基硅烷化学方法，其中使异氰酸酯封端的预聚物与氨基硅烷反应，得到的产物包含脲键以及烷氧基甲硅烷基端基和聚醚主链；和(3)SPUR技术，其中使异氰酸基硅烷和羟基封端的预聚物反应，得到的产物包含氨基甲酸酯键，以及烷氧基甲硅烷基端基和聚醚主链。后两种技术，特别是氨基硅烷技术，通常由于存在氨基甲酸酯键和/或脲键导致产品粘度较高。从配制的观点来看，高粘度的STP树脂别不合乎需要且在配制过程中需要加入大量稀释剂。

在工业应用中，产品的一致性和性能非常重要。已知原料中通常看到的杂质影响树脂制造商所期望的品质。

因此，需要低粘度且可快速固化的可交联硅烷封端的聚合物。

发明概述

本发明的实施方式涉及制备硅烷封端的聚合物的方法。在一种实施方式中，提供一种制备包含可交联的硅烷封端的聚合物的组合物的方法，该聚合物在每个分子上均具有至少一个可交联的甲硅烷基。该方法包括：提供聚合物，该聚合物在每个分子上均具有至少一个不饱和基和至少一个醇羟基，且其数均分子量为约100-约5,000；向该聚合物中加入每个分子上具有氢硅键和可交联甲硅烷基的化合物以及氢化硅烷化催化剂，从而进行氢化硅烷化反应以形成包含氢化硅烷化聚合物的组合物，其中根据¹H-NMR确定，氢化硅烷化反应的氢化硅烷化效率大于50%；通过在约100-约250之间的指数下将氢化硅烷化聚合物加入至少一种异氰酸酯，使该氢化硅烷化聚合物封端；将异氰酸酯封端的氢化硅烷化聚合物和标称官能度为至少2的多元醇反应，从而形成包含可交联硅烷封端的聚合物的组合物。

在另一种实施方式中，提供一种制备包含可交联的硅烷封端的聚合物的组合物的方法，该聚合物在每个分子上均具有至少一个可交联的甲硅烷基。该方法包括：提供聚合物，该聚合物在每个分子上均具有至少一个不饱和基和至少一个醇羟基，且其数均分子量为约100-约5,000，碱度在0-1.9×10^-3mgKOH/g之间；向该聚合物中加入每个分子上具有氢硅键和可交联甲硅烷基的化合物以及氢化硅烷化催化剂，从而进行氢化硅烷化反应以形成包含氢化硅烷化聚合物的组合物，其中根据¹H-NMR确定，氢化硅烷化反应的氢化硅烷化效率大于50%；通过将氢化硅烷化聚合物在约100-约250之间的指数下暴露于至少一种异氰酸酯，使该氢化硅烷化聚合物封端；将异氰酸酯封端的氢化硅烷化聚合物和标称官能度为至少2的多元醇反应，从而形成包含可交联硅烷封端的聚合物的组合物。

发明详述

本发明的实施方式涉及硅烷封端的聚合物及其生产方法。本文公开的方法生产低粘度、快速固化硅烷封端的聚合物树脂。在一些实施方式中，该方法包括：(1)在催化剂存在下，使乙烯基封端的单醇(monol)和烷氧基硅烷进行氢化硅烷化反应，从而形成烷氧基甲硅烷基封端的单醇，(2)使烷氧基甲硅烷基封端的单醇和异氰酸酯例如TDI(甲苯二异氰酸酯)进行封端反应，和(3)通过异氰酸酯封端的预聚物和多元醇进行反应获得偶联反应，从而制备该STP。在不加入的催化剂条件下，在第一温度下(例如：60℃)，按顺序将烷氧基甲硅烷基单醇加入异氰酸酯中进行封端反应。封端反应在85℃完成，从而生产NCO为2.69-3.18%的异氰酸酯封端的预聚物。在一些实施方式中，乙烯基封端的单醇的碱度为0-4.7×10^-3mgKOH/g，优选0-1.9×10^-3mgKOH/g，更优选0-1.4×10^-3mgKOH/g，最优选0-1.0×10^-3mgKOH/g。在一些实施方式中，使用前述方法生产的双官能STPs的粘度为9-16Pa·s，结皮时间(skin time)为11±3，固化时间为25±3小时。在一些实施方式中，使用前述方法生产的三官能STPs的粘度为9-16Pa·s，结皮时间为8±2，固化时间为16±3。