[发明专利]基于有机基氧基硅烷封端的聚合物的多组分可交联组合物

说明书

本发明涉及基于硅烷交联预聚合物和硅树脂的多组分可交联组合物，其制备方法，及其作为粘合剂和密封剂的用途，特别是作为具有高拉伸剪切强度的粘合剂的用途。

通常使用异氰酸酯交联PU粘合剂作为将许多木材彼此粘结所使用的高拉伸剪切强度的粘合剂。这些PU粘合剂通常包含芳族聚异氰酸酯。这类体系通过异氰酸酯基团与(空气的)水分反应来固化。由于PU粘合剂通过化学交联反应固化并能够以化学方式连接木质基材，它们表现出非常良好的机械性能以及相对耐受外部(风化)作用例如水分或直接水接触。

粘合剂的一般性能通过其符合标准例如DIN EN 204，耐久性等级D1-D4来确定。异氰酸酯交联粘合剂通常可符合这些标准。

然而，即使异氰酸酯交联粘合剂在体系中具有固有的缺点，例如健康相关的分类从敏感到有毒性。这里的关键性因素是很难去除的残留的单体异氰酸酯的量。这对于终端用户即工匠或家庭学徒造成问题，所述终端用户不仅与完全固化的因此不含异氰酸酯且完全可接受的产品接触，而且还与含有异氰酸酯的粘合剂或单体异氰酸酯接触。这里对于不熟练的家庭学徒存在的特定风险是可能不熟练和/或正确使用该产品。这里不正确储存以及例如在儿童可触及的范围内储存还会产生其它危险。另一方面，对于专业工匠，他们能正确使用和储存。然而，可能存在的问题是专业使用者必须实际上非常有规律--可能甚至一天很多次--使用含有异氰酸酯的材料工作，特别是鉴于前述的敏感以及异氰酸酯的可能致癌效应，该含有异氰酸酯的材料可能受到批判。

在这方面更有利的是异氰酸酯交联粘合剂仅含有非常低水平的挥发性单体异氰酸酯，因此至少没有标记要求。然而这些粘合剂还仍然通常含有高浓度的各种低聚异氰酸酯。

在粘合剂领域发现应用越来越多的一个可替代的固化技术是硅烷交联，其中烷氧基硅烷官能预聚物与空气的水分接触时，首先经历水解然后通过缩合反应固化。从毒理学角度看，相应的硅烷官能的，通常是硅烷封端的预聚物是完全可以接受的。

已经知道具有反应性烷氧基甲硅烷基的聚合物体系很长一段时间了。当与水或空气水分接触时，这些烷氧基硅烷封端的聚合物即使在室温下也能够彼此缩合，消除烷氧基。因此基于烷氧基硅烷交联聚合物的粘合剂在完全固化状态下不仅表现出对大部分基材良好的粘合性，而且还表现出良好的机械性能，因为它们不仅具有高弹性而且还具有对许多应用完全足够的拉伸强度。

然而，现有技术中许多体系的缺点是相应的MS聚合物或SPUR聚合物与水分的低反应性，这使得需要侵蚀性催化。因此所述混合物通常包括大量毒物学令人不快的锡催化剂。

这里的优点是使用所谓α-硅烷封端的预聚合物，它具有通过亚甲基间隔基与相邻尿烷单元连接的反应性烷氧基甲硅烷基。这类化合物具有高反应性，无需锡催化剂或强酸或碱以在空气接触时实现高固化速率。

然而，大部分常规硅烷交联体系的缺点是相对低的拉伸剪切强度。因此，这类新型粘合剂的应用通常被限制在需要弹性粘合剂胜过高拉伸强度粘合剂的领域。

拉伸剪切强度>6MPa的粘合剂，特别是拉伸剪切强度>9MPa的粘合剂，迄今仅可使用一些高度特定硅烷交联体系来生产，例如特别是在WO2011/026658中描述的硅烷封端的聚氨酯。这里的高拉伸剪切强度通过使用预聚物实现，所述预聚物一方面具有能够与氢键合的非常高密度的脲单元和/或尿烷单元，另一方面具有相对短的链，因此具有相应高数量的可交联硅烷端基。然而该类体系不可避免地具有两个固有的缺点。首先，制备具有高浓度的硅烷交联基团的预聚物需要相应大量的硅烷。然而这些硅烷通常构成了最高成本的预聚物成分。第二，为了达到高拉伸剪切强度同样需要的高浓度的尿烷基和/或脲基，导致非常高的预聚物粘度。相应有问题的是将这些预聚物混合形成完全配制的粘合剂，以及通常同样具有相对高的粘度的终端产品的应用。

本发明提供多组分可交联组合物(K)，其包含至少组分(K1)和组分(K2)，其特征在于，所述组分(K1)包含100重量份的下式(I)的化合物(A)

Y-[(CR¹₂)_b-SiR_a(OR²)_3-a]_x   (I)

其中

Y代表通过氮、氧、硫或碳键合的x价聚合物基，

R可以相同或不同，是任选取代的SiC键合的一价烃基，

R¹可以相同或不同，是氢原子或任选取代的一价烃基，所述烃基可通过氮、磷、氧、硫或羰基与碳原子连接，