包括离子有机硅的自由基可聚合组合物制造技术

一种组合物，包括光化辐射或热可固化的聚有机硅氧烷离聚物，其具有一种或多种反应性基团，例如，乙烯基，丙烯酸酯基团，环氧基团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括离子有机硅的自由基可聚合组合物相关专利申请的交叉引用本申请要求在2012年1月4日提交的美国临时申请No.61/582,925的优先权，要求优先权并且将该文献通过引用合并到本文中。
本专利技术涉及自由基可聚合组合物，并且更具体地涉及含有离子有机硅的那些组合物。
技术介绍
各种类型的磺化的或离子交联的硅氧烷聚合物在本领域中是已知的。US2968643描述了磺基-芳基烷基硅氧烷、其盐以及制备工艺。JP专利6,247,827和JP6,247,835公开了制备磺酸基官能化的有机硅的方法以及它们在个人护理应用中的用途。US专利4,525,567和4,523,002介绍了用两性离子的磺酸基官能化的聚有机硅氧烷以及它们的制备方法。WO2006065467公开了磺酸盐-型离子有机硅以及它们的制备方法，该制备方法通过氨基聚有机硅氧烷与含有酸酐的磺酸盐的反应来进行。EP581296A2公开了聚醚官能化的磺化的-聚有机硅氧烷以及制备方法，该制备方法通过：将含有氢化物的聚有机硅氧烷用烯丙基-聚醚和对-氯甲基苯乙烯进行氢化硅烷化，随后在亚硫酸锂水溶液的存在下来取代该氯-基团。然而，上述的方法并未公开具有反应性官能团(如-硅-氢、-乙烯基、-丙烯酰基、-环氧和-烷氧基硅烷)作为聚合物链的一部分的聚有机硅氧烷离聚物。本专利技术描述了具有乙烯基、丙烯酰基和环氧基作为离聚物链的一部分的聚有机硅氧烷离聚物，由于这些基团使得聚有机硅氧烷离聚物是可通过自由基聚合固化的，由此产生弹性组合物例如，透明弹性膜、外涂层、水凝胶和聚合物乳液。离子基团的存在给予弹性体组合物有差异的性能，从而使得它们可用于应用例如医疗保健、个人护理、汽车、涂料、粘合剂、密封剂、电气和电子、家庭应用、农业、石油和天然气、织物、体育用品和家居用品中。
技术实现思路
本文中提供的组合物包括热或光化辐射可固化的聚有机硅氧烷离聚物。该聚有机硅氧烷离聚物优选包括一种或多种选自不饱和反应性基团如乙烯基、丙烯酰基以及环氧基团的反应性基团作为该聚合物链的一部分并且通过以下通式(I)描述：M1aM2bM3cD1dD2eD3fT1gT2hT3iQj.(I)其中：M1＝R1R2R3SiO1/2M2＝R4R5R6SiO1/2M3＝R7R8R9SiO1/2D1＝R10R11SiO2/2D2＝R12R13SiO2/2D3＝R14R15SiO2/2T1＝R16SiO3/2T2＝R17SiO3/2T3＝R18SiO3/2Q＝SiO4/2.R1、R2、R5、R6、R8、R9、R11、R13、R15是具有1到60个碳原子的脂族、芳族或氟代一价烃，R3、R10、R16可以独立地选自乙交酯{-C(O)CH2O-}、丙交酯{-C(O)CH(CH3)O-}、丁交酯{-C(O)CH2CH2CH2O-}和已交酯{-C(O)CH2CH2CH2CH2CH2O-}基团或由R1所定义的烃基，R4、R12、R17是具有一价基团的、式(II)的离子对或者式(III)的两性离子，其中式(II)是如下，A-Ix–Mny+(II)；其中A是具有至少一个间隔原子的间隔基团，选自二价烃或烃氧基(hydrocarbonoxy)，I是离子基团，其选自磺酸根–SO3–、硫酸根–OSO3-、羧酸根–COO–、膦酸根–PO32–和磷酸根–OPO32–基，M是氢或阳离子，该阳离子独立地选自碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属、金属、金属配合物、季铵和鏻基、烃阳离子、烷基阳离子、有机阳离子和阳离子聚合物。该两性离子具有以下式(III)：R'-NR"2+-R"'-I-(III)其中R'是含有1到约60个碳原子的二价烃基，R"是含有1到约60个碳原子的一价烃基，R"'是含有2到约20个碳原子的二价烃基，特别是2到约8个碳原子的和更具体地为2到约4个碳原子的二价烃基；以及，I是离子基团，其选自磺酸根–SO3–、硫酸根-OSO3–、羧酸根–COO–、膦酸根–PO32–和磷酸根–OPO32–基团，其中R7、R14、R18独立地选自，不饱和一价基团或含有环氧基的基团，其中下标n和y独立地选自1到6并且x是n和y的乘积，并且下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j是0或正数，受到下列限制：a+b+c+d+e+f+g+h+i+j的和大于或等于2或小于或等于6000，b+e+h的和是大于0和c+f+i的和大于0。附图说明图1是显示实施例7的水吸收百分数随着时间变化的图。具体实施方式在本文的说明书和权利要求书中，以下术语和表述应按以下所述来理解。在本说明书和包括所附权利要求在内中使用的单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数形式，并且提及的具体数值至少包括该具体值，除非上下文另有明确说明。在本文中，范围可表达为从“约”或“大约”的一个具体值和/或到“约”或“大约”的另一个具体值。当表示这样的范围时，另一种实施方式包括从该一个具体值和/或到该另一个具体值。类似地，当数值表达为近似值时，通过在前面使用“约”，可以理解的是，该具体值形成另一种实施方式。本文所述的所有方法可以按照任何合适的顺序来进行，除非本文另有说明或明显违背了上下文。本文提供的使用的任何和所有例子或示例语言(例如，“例如”)，仅仅旨在更好地举例说明本专利技术而且并不构成对本专利技术范围的限制，除非另有声明。在说明书中的语句不应当解释为指示任何未要求保护的要素对于实施本专利技术而言是必要的。本文中所使用的“包含(comprising)”、“包括(including)”、“含有(containing)”、“特征在于”以及其语法等价物是包含性的或开放式术语，其并不排除附加的、未述及的要素或方法步骤，并且也应当理解为包括更限制的术语“由...组成”和“基本由...组成”。除了在工作实施例中或者另有说明，将在说明书中所陈述的表示材料的量、反应条件、持续时间和材料的定量性能等的所有数字，在所有情况下，都应理解为被措辞“约”所修饰。应理解的是，本文引用的任何数值范围包括在该范围内的所有子范围以及这些范围或子范围的各种端点的任何组合。还应进一步理解的是，属于一组在结构上、组成上和/或功能上相关的化合物、材料或物质的在说明书中明确或隐含公开的和/或在权利要求书中引用的任何化合物、材料或物质包括该组的单个的代表及其所有组合。表述“烃基”是指将一个或多个氢原子除去的任何烃基，包括烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、芳基、芳烷基和烷芳基，并可含有杂原子。术语“烷基”是指任何一价饱和的直链、支链或环状烃基；术语“烯基”是指含有一个或多个碳-碳双键的任何一价直链、支链或环状烃基，其中基团的连接位置可在碳-碳双键上或其中的别处；和，术语“炔基”是指含有一个或多个碳-碳叁键以及任选的一个或多个碳-碳双键的任何一价直链、支链或环状烃基，其中基团的连接位置可在碳-碳叁键、碳-碳双键上或其中的别处。烷基的实例包括甲基、乙基、丙基和异丁基。烯基的实例包括乙烯基、丙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、乙叉基降冰片烷、乙叉降冰片烷基、乙叉基降冰片烯和乙叉基降冰片烯基。炔基的实例包括乙炔基、炔丙基和甲基乙炔基。表述“环烷基”、“环烯基”和“环炔基”包括二环、三环和更高环状结构以及用烷基、烯基和/或炔基进一步取代的前述环状结构。代表性的实例包括降冰片烷基、降冰片烯基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包括光化辐射可固化的或热可固化的聚有机硅氧烷离聚物，其具有通式：M1a M2b M3cD1d D2e D3f T1g T2h T3i Qj.   (I)其中：M1＝R1R2R3SiO1/2M2＝R4R5R6SiO1/2M3＝R7R8R9SiO1/2D1＝R10R11SiO2/2D2＝R12R13SiO2/2D3＝R14R15SiO2/2T1＝R16SiO3/2T2＝R17SiO3/2T3＝R18SiO3/2Q＝SiO4/2其中R1、R2、R5、R6、R8、R9、R11、R13、R15是具有1到60个碳原子的脂族、芳族或氟代一价烃基，有用的烃基的例子包括甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，异戊基，新戊基和叔戊基；己基，例如正己基；庚基，例如正庚基；辛基，例如正辛基和异辛基和2,2,4‑三甲基戊基；壬基，例如正壬基；癸基，例如正癸基；环烷基例如环戊基、环己基和环庚基和甲基环己基；芳基的例子包括苯基，萘基；邻‑、间‑和对‑甲苯基，二甲苯基，乙基苯基和苄基；其中R3、R10、R16独立地选自‑CH2CH(R’)(CnH2n)‑O‑(C2H4O)o‑(C3H6O)p‑(C4H8O)q‑R’，其中下标n是0或正数并具有的值为0到6，下标o、p和q是0或正数并独立地选自范围为0到100的值，受到的限制为o+p+q大于或等于1；R’可以是氢或具有1到60个碳原子的脂族烃、芳族烃或氟代烃，或者R’可以独立地选自乙交酯{‑C(O)CH2O‑}，丙交酯{‑C(O)CH(CH3)O‑}，丁交酯{‑C(O)CH2CH2CH2O‑}和已交酯{‑C(O)CH2CH2CH2CH2CH2O‑}基团或由R1所定义的烃基，其中(i)或(ii)(i)R4、R12、R17是具有离子对的一价基团，基本上没有自由基可聚合结构部分，并具有下式(II)A‑Ix–Mny+   (II)；其中A是具有至少一个间隔原子的间隔基团，选自二价烃基或烃氧基，其中I是离子基团如磺酸根–SO3–，硫酸根–OSO3‑，羧酸根–COO–，膦酸根–PO32–，或磷酸根–OPO32–基，更具体地为磺酸根–SO3–，其中M是氢或阳离子，其独立地选自碱金属、碱土金属、过渡金属、金属、金属配合物、季铵和鏻基团、烃阳离子、烷基阳离子、有机阳离子和阳离子聚合物，(ii)R4、R12、R17可以是两性离子，其具有下式(III)：‑R'‑NR2+‑R'‑I   (III)其中R'是含有1到约60个碳原子、具体地为1到约20个碳原子和更具体地为1到约8个碳原子的二价烃基，R是含有1到约60个碳原子、具体地为1到约20个碳原子和更具体地为1到约8个碳原子的一价烃基，和其中R'是含有2到约20个碳原子、具体地为2到约8个碳原子和更具体地为2到约4个碳原子的二价烃基；和，I是离子基团如磺酸根–SO3–，硫酸根‑OSO3–，羧酸根–COO–，膦酸根–PO32–，或磷酸根–OPO32–基团；和其中R7、R14、R18独立地选自含有不饱和一价基团或环氧基的基团并且基本上没有离子结构部分；和其中下标n和上标y独立地是1到6和x是n乘以y的乘积，其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j是0或正数，受到下列限制：a+b+c+d+e+f+g+h+i+j的和大于或等于2且小于或等于6000，b+e+h的和大于0和c+f+i的和大于0。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.04 US 61/582,9251.一种有机硅氧烷组合物，其包括光化辐射可固化的或热可固化的聚有机硅氧烷离聚物，其具有通式：M1aM2bM3cD1dD2eD3fT1gT2hT3iQj.(I)其中：M1＝R1R2R3SiO1/2M2＝R4R5R6SiO1/2M3＝R7R8R9SiO1/2D1＝R10R11SiO2/2D2＝R12R13SiO2/2D3＝R14R15SiO2/2T1＝R16SiO3/2T2＝R17SiO3/2T3＝R18SiO3/2Q＝SiO4/2其中R1、R2、R5、R6、R8、R9、R11、R13、R15是具有1到60个碳原子的脂族、芳族或氟代一价烃基；其中R3、R10、R16独立地选自-CH2CH(R’)(CnH2n)-O-(C2H4O)o-(C3H6O)p-(C4H8O)q-R’，其中下标n是0或正数并具有的值为0到6，下标o、p和q是0或正数并独立地选自范围为0到100的值，受到的限制为o+p+q之和大于或等于1；R’是氢或具有1到60个碳原子的脂族烃、芳族烃或氟代烃，或者R’独立地选自乙交酯{-C(O)CH2O-}，丙交酯{-C(O)CH(CH3)O-}，丁交酯{-C(O)CH2CH2CH2O-}和已交酯{-C(O)CH2CH2CH2CH2CH2O-}基团或由R1所定义的烃基，其中(i)或(ii)(i)R4、R12、R17是具有离子对的一价基团，基本上没有自由基可聚合结构部分，并具有下式(II)A-Ix–Mny+(II)；其中A是具有至少一个间隔原子的间隔基团，选自二价烃基或烃氧基，其中I是离子基团，其中M是氢或阳离子，其独立地选自碱金属、碱土金属、过渡金属、金属、金属配合物、季铵和鏻基团、烃阳离子、烷基阳离子、有机阳离子和阳离子聚合物，(ii)R4、R12、R17是两性离子，其具有下式(III)：-R'-NR"2+-R"'-I(III)其中R'是含有1到60个碳原子的二价烃基，R"是含有1到60个碳原子的一价烃基，和其中R"'是含有2到20个碳原子的二价烃基；和，I是离子基团；和其中R7、R14、R18是可固化的官能团，其独立地选自以下通式：其中R21到R28独立地选自氢、具有1到60个碳原子的脂族/芳族一价烃，X是二价烃连接基，其由1到60个碳原子和0到20个杂原子组成；和其中下标n和上标y独立地是1到6和x是n乘以y的乘积，其中下标a、b、c、d、e、f、g、h、i、j是0或正数，受到下列限制：a+b+c+d+e+f+g+h+i+j的和大于或等于2且小于或等于6000，b+e+h的和大于0和c+f+i的和大于0。2.权利要求1的组合物，其中式(II)中的A的二价烃基是亚芳基，选自–(CH2)lC6H4(CH2)k–，─CH2CH(CH3)(CH2)kC6H4–和–CH2CH(R1)(CH2)lC6H3R19–和─CH2CH(R1)(CH2)lC6H2R1R19–，其中R1是如所定义的，R19是具体地为1到20个碳原子的单价基团，硫原子，氮原子，氧原子或含有以上原子的组合的基团，其中l的值为0到20和k的值为0到20。3.权利要求1的组合物,其中式(II)中的A的二价烃基是具有式–(CHR20)m–的亚烷基，其中m的值为1到20和R20是氢或R1。4.权利要求1的组合物，其中式(II)中的A的二价烃氧基选自(CHR20)m—(OCHR20CH2)p-(CH2)l–,其中l的值为0到20，m的值为0到50和p的值为1到50。5.权利要求1的组合物，其中，在式(II)中M是独立地选自Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Zn、Cu、Fe、Ni、Ga、Al、Mn、Cr、Ag、Au、Pt、Pd、Pb、Sb、Ru、Sn、Ce、Co、La、Eu、Gd和Rh的阳离子。6.权利要求1的组合物，其中，在式(II)中M是有机阳离子。7.权利要求1的组合物，其中R7、R14、R18是可固化的官能团，其独立地选自含有以下通式基团的一价基团8.权利要求7的组合物，其进一步包括热或光引发剂。9.权利要求8的组合物，其中该引发剂包括0.001-50重量份的光引发剂，其选自苯偶姻，苯偶姻甲基醚，苯偶姻乙基醚，苯偶姻丙基醚，苯偶姻-正丁基醚，苯偶姻异丁基醚，乙偶姻，丁偶姻，甲苯偶姻，联苯酰，二苯甲酮，对甲氧基二苯甲酮，2,2-二乙氧基苯乙酮，α-α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮，乙醛酸甲基苯基酯，乙醛酸乙基苯基酯，4,4'-双-(二甲基氨基二苯甲酮)，苯丙酮，苯乙酮，1-羟基环己基苯基酮，2,2-二乙氧基苯乙酮，乙醛酸乙基苯基酯，菲醌和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮，四甲基秋兰姆单硫化物，四甲基秋兰姆二硫化物，偶氮二异丁腈，偶氮双-2,4-二甲基戊腈，过氧化苯甲酰，二叔丁基过氧化物，7-氯噻吨酮，2,4-二乙基噻吨酮，2,4-二异丙基噻吨酮，酰基膦氧化物光引发剂及其组合。10.权利要求7的组合物，任选地包括光敏剂，其选自苯偶姻甲基醚或二苯甲酮/二甲基乙醇胺。11.权利要求7的组合物，其包括0到99重量份的丙烯酸衍生物，其选自甲基丙烯酸酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸丙酯，N,N-二甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酸，N-异丙基丙烯酰胺，2-羟基-乙基-甲基丙烯酸酯(HEMA)和甲基丙烯酸，3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基甲基丙烯酸酯，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯官能化的碳硅烷分子，六官能氨基甲酸酯丙烯酸酯，二季戊四醇五丙烯酸酯，乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯，二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，丁二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，寡官能氨基甲酸酯丙烯酸酯，四丙烯酸酯单体，聚酯丙烯酸酯低聚物，以及其异构体和组合。12.权利要求7的组合物，其包括0到99重量份的不饱和烯烃反应性组分，其中这样的组分选自苯乙烯类单体和低聚物，乙烯基单体和低聚物，及其组合。13.权利要求12的组合物，进一步包括引发剂来促进在该有机硅离聚物和该不饱和烯烃反应活性组分之间的反应。14.权利要求13的组合物，其中该引发剂为苯偶姻，苯偶姻甲基醚，苯偶姻乙基醚，苯偶姻丙基醚，苯偶姻-正丁基醚，苯偶姻异丁基醚，乙偶姻，丁偶姻，甲苯偶姻，联苯酰，二苯甲酮，对甲氧基二苯甲酮，2,2-二乙氧基苯乙酮，α-α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮，乙醛酸甲基苯基酯，乙醛酸乙基苯基酯，4,4'-双-(二甲基氨基二苯甲酮)，苯丙酮，苯乙酮，1-羟基环己基苯基酮，2,2-二乙氧基苯乙酮，乙醛酸乙基苯基酯，菲醌，和2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮；硫化合物；偶氮化合物；和有机过氧化物化合物，噻吨酮光引发剂；酰基膦氧化物光引发剂；和专利所有的自由基引发剂组分。15.权利要求7的组合物，其包括0到99重量份的含硫醇的衍生物。16.权利要求1的组合物，其中R7、R14、R18是可固化的官能团，其独立地选自以下通式17.权利要求16的组合物，进一步包括0.001-50重量份的阳离子光引发剂。18.权利要求17的组合物，其中所述的阳离子光引发剂选自二芳基碘鎓盐，三芳基锍盐，三芳基硒鎓盐，四芳基鏻盐和芳基二氮鎓盐，各自表示为化学式R292I+Y–、R293S+Y–、R293Se+Y–、R294P+Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：A萨克斯纳，S纳伊克，PR乔希，A萨卡，M普坎，
申请(专利权)人：莫门蒂夫性能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US