[发明专利]聚二有机硅氧烷-聚氨酯

说明书

技术领域

本发明描述了聚二有机硅氧烷-聚氨酯共聚物、含有所述共聚物的制品以及制备所述共聚物的方法。

背景技术

硅氧烷聚合物具有独特的特性，所述特性主要来自硅氧烷键的物理和化学特性。这些特性包括低玻璃化转变温度、热稳定性和氧化稳定性、抗紫外线辐射、低表面能和疏水性、对许多气体的高度可渗透性、以及生物相容性。然而，通常所述硅氧烷聚合物缺乏拉伸强度。

硅氧烷聚合物的低拉伸强度可通过形成嵌段共聚物而得到改善。一些嵌段共聚物包含“软”硅氧烷聚合物嵌段或链段以及任意多种“硬”嵌段或链段。聚二有机硅氧烷-聚酰胺、聚二有机硅氧烷-聚脲、以及聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺为示例性嵌段共聚物。

聚二有机硅氧烷-聚酰胺已通过氨基封端的聚二有机硅氧烷与短链二元羧酸的缩合反应来制备。另选地，这些共聚物已通过羧基封端的聚二有机硅氧烷与短链二胺的缩合反应来制备。由于聚二有机硅氧烷(如聚二甲基硅氧烷)和聚酰胺通常具有显著不同的溶解度参数，因此难以获得可致使高度聚合的制备硅氧烷基聚酰胺的反应条件，尤其是与更大的聚有机硅氧烷链段同系物反应。许多已知的硅氧烷基聚酰胺共聚物包含较短的聚二有机硅氧烷链段(如聚二甲基硅氧烷)，诸如具有不大于约30个二有机硅氧烷(如二甲基硅氧烷)单元的链段，或者聚二有机硅氧烷链段在共聚物中的含量较低。也就是说，所得共聚物中聚二有机硅氧烷(如聚二甲基硅氧烷)软链段的份数(即基于重量计的量)趋于较低。

聚二有机硅氧烷-聚脲是另一类型的嵌段共聚物。尽管这些嵌段共聚物具有许多所需的特征，并且涉及一锅法制备，当经受诸如250℃或更高温度的升高温度时，一些聚二有机硅氧烷-聚脲趋向降解。

聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺是另一类型的嵌段共聚物，其中，由UV和热稳定的酰胺链置换聚二有机硅氧烷-聚脲的相对不稳定的脲链。然而，制备这些聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺的过程包括中间体的分离和/或纯化步骤，其中，首先用摩尔数过量的草酸二乙酯处理聚二有机硅氧烷二胺，以分出胺端并且接着去除未反应的过量物质。接着，使分离的预聚物与化学计量的短链二胺反应，从而获得目标聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺。

发明内容

期望识别具有良好的热稳定性和UV稳定性且制备性价比更高的聚二有机硅氧烷共聚物，具体地讲，识别可以在单锅反应中制备的聚二有机硅氧烷聚合物。在另一个实施例中，期望提供聚二有机硅氧烷共聚物，其中可以选择性地调整物理性质(诸如，玻璃化转变温度(Tg)、硬度、韧性、耐化学品性等)。在另一个实施例中，期望光学透明的和/或能够用于涂覆应用的聚合物。

在一个实施例中，描述了一种组合物，所述组合物包含式(I)的共聚物(本文也被称为聚二有机硅氧烷-聚脲)：

其中

每个R¹独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或者被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基；

每个R²独立地为亚烷基、被芳基取代的亚烷基、或者它们的组合；

每个R³独立地为亚烷基、亚芳基、被烷基、卤素、氧基或碳二亚胺基团取代的亚芳基、卤代亚芳烷基、亚环烷基、被碳二亚胺基团取代的亚环烷基、或者它们的组合；

每个R⁴独立地为亚烷基、氟代亚烷基、亚烷基氧、亚芳烷基、氟代亚烷基氧、或者它们的组合；

每个X独立地为氧基或-CH₂-；

每个Y独立地为亚烷基、亚芳基、或者它们的组合；

Q为氧基或-NH-；

n为在0至1500范围内的整数；并且

m为等于至少1的整数。

在另一个实施例中，描述了一种制品，所述制品包括：

第一基底；和

与所述基底相邻的聚合物层，所述聚合物层包含式(I)的共聚物

其中

每个R¹独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或者被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基；

每个R²独立地为亚烷基、被芳基取代的亚烷基、或者它们的组合；

每个R³独立地为亚烷基、亚芳基、被烷基、卤素、氧或碳二亚胺基团取代的亚芳基、卤代亚芳烷基、亚环烷基、被碳二亚胺基团取代的亚环烷基、或者它们的组合；