可固化倍半硅氧烷聚合物、组合物、制品和方法技术

本发明专利技术提供了一种可固化倍半硅氧烷聚合物、包含此类聚合物的组合物、其上设置了包含所述可固化聚合物和/或已固化聚合物的层的制品以及形成已固化涂层的方法，其中所述可固化倍半硅氧烷聚合物包含三维支化网络，所述三维支化网络具有式：(I)或(II)其中：*处的氧原子键合到三维支化网络内的另一个Si原子；R为包含烯键式不饱和基团的有机基团；R2为不为烯键式不饱和基团的有机基团，并且n或n+m为大于3的整数；并且-OH基团以聚合物的至少15重量％的量存在。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化倍半硅氧烷聚合物、组合物、制品和方法
技术介绍
硬涂层通常可定义为在施加到较软的基底时提供防磨损和刮伤保护的透明涂层。除抗磨损和刮伤外，还需要优异的耐久性。一般来讲，硬涂层可通过混合二氧化硅纳米颗粒与基础聚合物例如基于环氧树脂或丙烯酸酯的聚合物来制备。一些基于环氧树脂或丙烯酸酯的涂层的主要缺点在于不良的户外耐候性。因此，需要具有更好的户外耐候性并可用来制备硬涂层的新聚合物。
技术实现思路
本公开提供了一种可固化倍半硅氧烷聚合物、包含此类聚合物的组合物、其上设置了包含所述可固化聚合物和/或已固化聚合物的层的制品以及形成已固化涂层的方法。此类倍半硅氧烷(SSQ)聚合物可具有优异的户外耐候性以及所需的抗UV和抗潮性能。在一个实施例中，本公开提供了一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含具有下式的三维支化网络：其中：*处的氧原子键合到三维支化网络内的另一个Si原子；R为包含烯键式不饱和基团的有机基团；R2为不为烯键式不饱和基团的有机基团；n或n+m为大于3的整数；并且–OH基团以聚合物的至少15重量％的量存在。在一个实施例中，本公开提供了一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络为具有式Z-Y-Si(R1)3的化合物的缩合反应产物，在式Z-Y-Si(R1)3中：Y为键、亚烷基基团、亚芳基基团或它们的组合；Z为选自乙烯基基团、乙烯基醚基团、(甲基)丙烯酰氧基基团和(甲基)丙烯酰氨基基团的烯键式不饱和基团；并且每个R1基团独立地为可水解基团；其中所述聚合物以聚合物的至少15重量％的量包含-OH基团。在另一个实施例中，提供了一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络为具有式Z-Y-Si(R1)3的化合物与具有式X-Y-Si(R1)3的化合物的缩合反应产物，其中X为氢、烷基、芳基、芳烷基、烷芳基、不为烯键式不饱和基团的反应性基团、或它们的组合。烷基基团可任选地包含卤素取代基如在氟烷基的情况下。在一个实施例中，本公开提供了一种可固化组合物，其包含光引发剂(例如，自由基引发剂)和本公开的可固化倍半硅氧烷聚合物。在某些实施例中，可固化组合物可任选地包含纳米颗粒。在某些实施例中，可固化组合物可任选地包含有机溶剂。在一个实施例中，本公开提供了一种制品，其包含基底和以层设置于基底的至少一个表面的至少一部分上的本公开的可固化组合物。在一个实施例中，本公开提供了一种制品，其包含基底和已固化涂层，所述已固化涂层通过固化设置于基底的至少一个表面的至少一部分上的本公开的可固化组合物来制得。在一个实施例中，本公开提供了一种在基底表面上制备已固化涂层的方法。该方法包括：在至少一个基底表面的至少一部分上涂布本公开的可固化组合物；任选地使所涂布的可固化组合物暴露于允许有机溶剂(如果存在)从可固化组合物蒸发的条件；以及UV固化所述可固化组合物。如本文所用，术语“有机基团”是指烃基基团(具有除碳和氢以外的任选元素，如氧、氮、硫、硅和卤素)，其被归类为脂族基团、环状基团或脂族基团与环状基团的组合(例如，烷芳基和芳烷基基团)。在本专利技术的上下文中，有机基团为不妨碍可固化倍半硅氧烷聚合物的形成的那些。术语“脂族基团”是指饱和或不饱和的直链或支链烃基。该术语用于涵盖(例如)烷基、烯基和炔基。术语“烷基基团”在下文中定义。术语“烯基基团”是指具有一个或多个碳-碳双键的不饱和直链或支链烃基，例如乙烯基基团。术语“炔基基团”是指具有一个或多个碳-碳三键的不饱和直链或支链烃基基团。术语“环状基团”是指被归类为脂环烃基、芳族基团或杂环基团的闭环烃基。术语“脂环烃基”是指具有与脂族基团的性质类似的性质的环状烃基基团。术语“芳族基团”或“芳基基团”在下文中定义。术语“杂环基团”是指环中的一个或多个原子为除碳之外的元素(例如，氮、氧、硫等)的闭环烃基。有机基团可具有任何合适的化合价但常常为一价或二价。术语“烷基”是指为链烷的原子团的一价基团并包括直链、支链、环状和双环烷基基团以及它们的组合，包括未取代的和取代的烷基基团二者。除非另外指明，否则所述烷基基团通常含有1至30个碳原子。在一些实施例中，所述烷基基团含有1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子、1至4个碳原子或1至3个碳原子。烷基基团的例子包括但不限于甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丁基、叔丁基、异丙基、正辛基、正庚基、乙基己基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基、降冰片基等。术语“亚烷基”是指为烷烃的自由基的二价基团，包括直链基团、支链基团、环状基团、双环基团、或它们的组合。除非另外指明，否则亚烷基基团通常具有1至30个碳原子。在一些实施例中，亚烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。亚烷基基团的例子包括但不限于亚甲基、亚乙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丙基、1,4-亚丁基、1,4-亚环己基和1,4-环己基二亚甲基。术语“烷氧基”是指具有直接键合到烷基基团的氧代基团的一价基团。术语“芳基”是指为芳族和任选地碳环的一价基团。芳基具有至少一个芳环。任何另外的环可以是不饱和的、部分饱和的、饱和的或芳族的。任选地，芳环可具有一个或多个稠合到该芳环的另外的碳环。除非另外指明，否则所述芳基基团通常含有6至30个碳原子。在一些实施例中，芳基基团含有6至20个、6至18个、6至16个、6至12个或6至10个碳原子。芳基的示例包括苯基、萘基、联苯基、菲基和蒽基。术语“亚芳基”是指为芳族和任选地碳环的二价基团。亚芳基具有至少一个芳环。任何另外的环可以为不饱和的、部分饱和的或饱和的。任选地，芳环可具有一个或多个稠合到该芳环的另外的碳环。除非另外指明，否则亚芳基基团通常具有6至20个碳原子、6至18个碳原子、6至16个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。术语“芳烷基”是指为被芳基基团取代的烷基基团的一价基团(例如，苄基基团)。术语“烷芳基”是指为被烷基基团取代的芳基的一价基团(例如，甲苯基基团)。除非另外指明，否则对于两种基团来说，烷基部分常常具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子而芳基部分常常具有6至20个碳原子、6至18个碳原子、6至16个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。术语“亚芳烷基”是指为被芳基基团取代的亚烷基基团或附接到亚芳基基团的亚烷基基团的二价基团。术语“亚烷芳基”是指为被烷基基团取代的亚芳基基团或连接到亚烷基基团的亚芳基基团的二价基团。除非另外指明，否则对于两种基团来说，烷基或亚烷基部分通常具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。除非另外指明，否则对于两种基团来说，芳基或亚芳基部分通常具有6至20个碳原子、6至18个碳原子、6至16个碳原子、6至12个碳原子或6至10个碳原子。术语“可水解基团”是指可在大气压条件下与pH值为1至10的水反应的基团。可水解基团通常在其发生反应时转化成羟基基团。羟基基团通常经历另外的反应。典型的可水解基团包括但不限于烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、烷芳氧基、酰氧基或卤素。如本文所用，通常参考键合到甲硅烷基团中的硅原子上的多个基团中的一个来使用该术语。术语“烷氧基”是指具有直接键合到烷基基团的氧代基团的一价基团。术语“芳氧基”是指具有直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络具有下式：其中：*处的氧原子键合到三维支化网络内的另一个Si原子；R为包含烯键式不饱和基团的有机基团；R2为不为烯键式不饱和基团的有机基团；n或n+m为大于3的整数；并且–OH基团以所述聚合物的至少15重量％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.21 US 61/740,590;2013.05.31 US 61/829,3571.一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络具有下式：其中：*处的氧原子键合到三维支化网络内的另一个Si原子；R为包含烯键式不饱和基团的有机基团；R2为不为烯键式不饱和基团的有机基团；n或n+m为大于3的整数；并且–OH基团以所述聚合物的至少15重量％的量存在。2.根据权利要求1所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其中-OH基团以所述聚合物的不超过60重量％的量存在。3.根据权利要求1所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其中n为不大于100的整数。4.根据权利要求1所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其中R具有式-Y-Z，其中Y为键、亚烷基基团、亚芳基基团或它们的组合，并且Z为选自乙烯基基团、乙烯基醚基团、(甲基)丙烯酰氧基基团和(甲基)丙烯酰氨基基团的烯键式不饱和基团。5.根据权利要求4所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其中Y为键、(C1-C20)亚烷基基团、(C6-C12)亚芳基基团、(C6-C12)烷(C1-C20)亚芳基基团、(C6-C12)芳(C1-C20)亚烷基基团、或它们的组合。6.根据权利要求1所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其中R2具有式-Y-X，其中Y为键、亚烷基基团、亚芳基基团，所述基团还包含O、N或S、或它们的组合；并且X为氢、芳基、烷芳基、芳烷基或不为烯键式不饱和基团的反应性基团、任选地包含卤素取代基的烷基。7.根据权利要求1所述的可固化倍半硅氧烷聚合物，其具有至少1N/dm的从玻璃剥离的剥离力。8.一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络为具有式Z-Y-Si(R1)3的化合物的缩合反应产物，其中：Y为键、亚烷基基团、亚芳基基团、或它们的组合；Z为选自乙烯基基团、乙烯基醚基团、(甲基)丙烯酰氧基基团和(甲基)丙烯酰氨基基团的烯键式不饱和基团；并且每个R1基团独立地为可水解基团；其中所述聚合物以所述聚合物的至少15重量％的量包含-OH基团。9.一种可固化倍半硅氧烷聚合物，其包含三维支化网络，所述三维支化网络为具有式Z-Y-Si(R1)3的化合物与具有式X-Y-Si(R1)3的化合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·拉托雷，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US