[发明专利]有机聚硅氧烷的水性分散液

说明书

本发明涉及脱水后能转化成弹性体的有机聚硅氧烷(organopolysiloxanes)的水性分散液，其制备方法和其作为密封和涂料物质的应用。

环境保护措施正逐步迫使在化学品配制过程中避免使用有机溶剂，因而越来越多地使用水性体系。

水性有机聚硅氧烷分散液本身在许多应用中已为人所知。这些分散液能在室温下固化为弹性体，其基础构成物为一种线性聚合物，一种交联组份和一种交联催化剂。一般来说，先将端基含有可缩合的基团的聚二有机硅氧烷的水性乳浊液加入到反应容器中，这些高分子量的硅氧烷或者直接乳化，或者通常从线性或环状低分子硅氧烷用常见的工艺通过聚合、缩合和均衡制备成乳状液，然后通常将此聚合物乳状液与一种交联剂组份和缩合催化剂或其乳状液混合，并混入其他组份，诸如填充剂、粘接助剂等等，该催化剂几乎均为(有机)金属化合物。

实际上仅用作催化剂的(有机)金属催化剂的不足在于，一方面此催化剂对非固化组分的贮存安定性和固化的弹性体的稳定性都是有害的，另一方面，他们又是毒理学上不能接受的。水性乳浊液的该非常复杂的、耗时的、因而昂贵的制备过程是迄今许多发展中的一个缺陷。这些问题主要来自于所用的聚二有机硅氧烷(polydiorganosiloxanes)的乳液聚合、缩合或均衡，这些反应需要时间，并且必须通过与其他组份相混合来进行终产品的制备。迄今已知的大多数水性乳浊液的另一缺陷在于其固含量低，然而固含量高是固化时低或极小收缩率的前提，多数应用中都要求如此。

例如，德国专利申请P4217561．5(瓦克化学有限公司，申请日1992年5月27日)以及其相关美国专利申请USSN08／056，088中记述了有机聚硅氧烷的水性分散液，它们含有能进行缩合的有机聚硅氧烷，硅氧烷树脂，聚乙烯醇，(有机)金属催化剂和氨基官能团物质，用该分散液可得到透明的固化物。

美国专利US5，045，231(瓦克化学有限公司，1991年9月3日公开)及相关的德国专利申请DE—A3932025，进一步披露了含有可进行缩合的有机聚硅氧烷、(有机)金属催化剂、有机聚硅氧烷树脂和二有机硅烷酸盐的有机聚硅氧烷的水性分散液，该分散液的固含量可达90％。

DE—B1037707(Dow Corning公司，1958年8月28日公开)披露了一个从低分子量硅氧烷乳浊液起始制备高分子量有机聚硅氧烷乳浊液的方法。在强酸或碱催化剂协助下达到所希望的分子大小。从这些乳浊剂不能得到弹性体。

按照US5，004，771(Rhone Poulence公司，1990年4月2日公开)及相关的EP—A365，439，由羟基端基封住的聚二有机硅氧烷的酸缩合是在水性乳浊液中进行的。在将聚合物乳浊液中和之后再加入其他组份，诸如甲基硅酸盐溶液和非硅酸盐填充剂，但不加入含碱性氮的化合物。但上述乳浊液之固含量小于90％，不会由此得到弹性体。

本发明涉及不含有机过渡金属化合物和第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ主族金属之有机化合物的有机聚硅氧烷的水性分散液，该分散液可用下列起始物质制备：

(A)含有能进行缩合反应基团的有机聚硅氧烷，

(B)分子量不超过20，000的有机聚硅氧烷树脂，及

(C)含有碱性氮的化合物。

在本发明的内容中，所涉及的周期表中第Ⅲ、Ⅳ、及Ⅴ主族的金属包括铝、镓、铟、铊、锗、锡、铅、锑和铋。

在本发明中，术语“能进行缩合反应”也包括任何缩合前的水解作用。

按照本发明所用的含有能进行缩合反应基团的有机聚硅氧烷(A)优选是式(Ⅰ)的那些化合物：

HO—[SiR¹₂O]_n—H    (Ⅰ)

其中：R¹相同或不相同，为具有1—18个碳原子的、Si—C键合的烃基，该烃基可被囟素原子、氨基、醚基、酯基、环氧基、巯基、氰基或聚二醇基(它是由环氧乙烷和／或环氧丙烷单元构成的)任意地取代，

n是至少为30的整数。