[发明专利]基于有机基氧基硅烷封端的聚合物的组合物

说明书

本发明涉及基于硅烷交联预聚物的组合物、其制备方法及其作为粘合剂和密封剂材料的用途、特别是用于基材的粘合。

具有反应性烷氧基硅烷基的聚合物体系是众所周知的。在接触水和/或大气湿气时，这些烷氧基硅烷封端的聚合物即使在室温下也能够通过脱除烷氧基而彼此缩合。此类材料的最重要的应用之一是制造粘合剂、特别是具弹性的粘合剂体系。

基于烷氧基硅烷交联聚合物的粘合剂在其固化状态下不仅展现对一些基材的良好粘附特性，而且展现非常好的机械特性，这是因为它们组合了断裂拉伸强度与高弹性。硅烷交联体系优于众多的其他粘合剂和密封剂技术(例如优于异氰酸酯交联体系)的另一个关键优势在于预聚物的毒物学安全性。

存在许多应用，其中优选在与大气湿气接触时固化的单组分体系(1K体系)。单组分体系的关键优势特别在于它们非常易于使用，因为此处使用者无需混合粘合剂的不同组分。除省力/省时和可靠避免任何剂量误差以外，在单组分体系的情况下甚至不需要在通常相当窄的时间窗口内处理粘合剂/密封剂材料，如同多组分体系在已经将两种组分混合在一起后的情况一样。

如现有技术中所代表的这些体系的缺点特别在于相应的MS或SPUR聚合物对水分的低反应性，因为这需要积极的催化。相应的混合物因此典型地包含可观量的毒理学相关的锡催化剂。

所谓的α-硅烷封端的预聚物的使用在此是有利的，因为它们具有反应性烷氧基硅烷基，其用亚甲基间隔基连接至相邻的氨基甲酸酯单元。这类化合物具高反应性，它们既不需要锡催化剂，也不需要强酸或强碱来提供在与空气接触时的高固化率。可商购的α-硅烷封端的预聚物是来自Wacker-Chemie AG的STP-E10或-E30。

然而，大部分常用的硅烷交联体系是不利的，这是因为，虽然它们确实达到中等拉伸强度，典型地为1-4MPa左右，但它们仅达到拉伸强度>5MPa就存在非常大的难度(如果可以的话)。然而众多应用需要此类较高的拉伸强度，例如对于众多的结构粘合剂、用于DIY或家庭改良剂应用或者用于挡风玻璃的粘附粘接的高效粘合剂。然而，所述粘合剂除高水平的拉伸强度之外，还应展现高弹性，即断裂伸长率>100％。

增强硅烷交联体系的拉伸强度的一种可能方式在于在硅烷交联聚氨酯中加入短链二醇，如WO 05/000931中所述。然而，即使这种措施也仅得到具有适度改进的拉伸强度的体系。

实现拉伸强度>5MPa的可能的几种方式之一在于使用碳黑作为填料，如例如WO 02/090411中所述。然而，碳黑的使用具有仅可获得黑色粘合剂的巨大缺陷。这仅可为特定使用者在非常少的粘合剂应用中所接受。另外，即使是在WO 02/090411中所述的含碳黑的配制物也不能实现拉伸强度>6.5MPa。

用硅烷交联体系实现非常高的拉伸强度的另一种可能方式描述于WO2011/026658中。此处通过使用基于具有摩尔质量<1000g/mol的极短链多元醇的硅烷封端的聚氨酯来实现高的拉伸强度。这样得到的一种结果是，所得硅烷交联聚合物不仅具有非常高密度的能够氢键键合的氨基甲酸酯和/或脲单元，而且具有相应高数目的可交联硅烷端基。但是，这种类型的体系不可避免地具有体系固有的三个缺点。首先，具有高浓度的硅烷交联基团的预聚物的制备需要相应大量的硅烷。这些一般是成本最密集的预聚物成分，其造成这些产品的原材料成本相应提高。其次，实现高拉伸强度所需的同样必要的高浓度的氨基甲酸酯和/或脲基导致非常高的预聚物粘度。因此将这些预聚物混入已配制好的粘合剂中以及这些通常同样相对高粘性的最终产品的使用相应地存在问题。最后，相应聚合物的短链长度和高交联密度产生坚硬而且非常无弹性的材料，其具有远低于50％的断裂伸长率。

除了关于特性方面的这些缺点之外，WO 2011/026658中所述的聚合物类型此外还具有仅在非常有限的程度上(如果存在的话)可商购的缺点。

用硅烷交联体系实现非常高的拉伸强度的第三种可能方式描述于EP1957553 A中。其中所述的粘合剂配制物含有平均链长为约7000g/mol的特定硅烷封端的聚氨酯、低BET表面积的热解二氧化硅和单体硅烷，其中所述热解二氧化硅的使用量介于7重量％与20重量％之间并且所述单体硅烷的使用量>10重量％。

然而，此处相应粘合剂的相对低断裂伸长率也是一个缺点。另外，EP 1957553 A中所述的体系具有完全依赖于不可商购的硅烷交联类型的聚合物的缺点。

本发明提供组合物(M)，其包含

(A)具有下式的硅烷交联聚合物