可湿固化的有机硅组合物制造技术

本发明专利技术提供了包含如下组分的可固化组合物：(A)具有反应性含硅基团的聚合物，(B)交联剂和/或扩链剂，(C)非锡金属催化剂，(D)助粘剂，(E)任选地填料，(F)任选地固化加速剂。上述可固化组合物表现出即使储存后优异的粘附性、深度固化、稳定的固化性和/或即使经受升高的湿度和温度后保持的物理性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年2月6日递交的美国临时专利申请第61/936,462号题为“Moisture Curable Composition”的优先权和权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及室温可固化组合物，其包含具有键合到硅原子上的可水解基团且具有通过形成硅氧烷键可被交联的含硅基团的聚合物。特别地，本专利技术提供了可固化组合物，其显示良好可固化性、粘附性、优异的硬度和/或是存储稳定的，且含无有机锡的金属配合物催化剂，如钇、镓、钪和钽配合物。
技术介绍
具有反应性甲硅烷基端基的聚合物或包含这种聚合物的组合物可在水和金属催化剂的存在下水解和缩合。用于可固化组合物适合的已知催化剂包括使用金属如Sn、Ti、Zn或Ca的化合物。有机锡化合物诸如，例如，二月桂酸二丁基锡(DBTDL)被广泛用作缩合固化催化剂，以加速若干不同的具有反应性甲硅烷基端基的聚有机硅氧烷和非有机硅聚合物(如包括RTV-1和RTV-2制剂在内的室温硫化(RTV)制剂)的湿气辅助固化。然而，环境管理机构和指令已增加或希望增加对在配制的产品中使用有机锡化合物的限制。例如，虽然具有大于0.5重量％二丁基锡的制剂目前需要标记为生殖1B级别毒性，但已提议在未来的一年或两年中将含有二丁基锡的制剂在消费类应用中完全淘汰。这些可湿固化的组合物的固化化学可根据聚合物的性质和它们的可湿固化的基团而变化。例如，烷氧基甲硅烷基基团首先水解以得到硅烷醇官能团，然后硅烷醇官能团缩合得到硅氧烷网络伴随水的排出。这样的组合物通常包含烷氧基甲硅烷基官能的聚合物或硅烷醇官能的聚合物和交联剂。三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷通常用作交联剂且将与水或直接与硅烷醇基团反应以交联体系。然而，对于包含氢化甲硅烷基或包含氢化甲硅烷基和硅烷醇官能团两者的组合物，这样的交联剂不是必需的。事实上，由于存在众多氢化甲硅烷基，含氢化甲硅烷基的化合物通常被称作为交联剂。在这些组合物中，氢化甲硅烷基可与水反应得到硅烷醇官能团或它们可与硅烷醇基团直接反应以形成硅氧烷键并排出氢气。对于包括含氢化甲硅烷基化合物的过渡金属催化的组合物，抑制剂通常被用来确保足够的保质期或适用期。有机锡催化剂的替代品应当在固化、存储和外观方面显示与有机锡化合物类似的性能。非锡加速剂还将希望地引发所选聚合物的缩合反应并在表面上完成该反应并且可以在希望的时间表内在本体中完成该反应。因此，有许多用其他金属基和非金属基化合物替换有机金属锡化合物的提议。从完全地代替锡化合物的观点来说，这些新的加速剂具有特定的优点和缺点。因此，仍然需要解决可能的非锡化合物作为合适的缩合固化反应加速剂的缺点。未固化的和固化的组合物的物理性能也有必要检查，特别是为了保持粘附于多种基底表面上的能力。通常，还没有对有机锡化合物的替代催化剂剂，所述替代催化剂当在密封套筒中存储数月后暴露于湿气或环境空气时仍保持它们的固化能力。对于可湿固化组合物，实现最可能短的固化时间、对RTV-1和RTV-2组合物显示不粘表面和贯穿厚部分的全部本体进行固化一直是一个特定要求。此外，这样的组合物在多种基底(包括难以粘附的基底如塑料)上固化后应提供良好的粘附。因此，仍需要替代材料代替有机锡在可湿固化组合物中作为固化加速剂。更重要的是，由各自包括有机聚合物和硅氧烷聚合物的任一种和有机锡催化剂的可固化组合物得到的固化制品在耐热性上往往是差的，固化制品的物理性能在很大程度上因加热而劣化。由于与有机聚合物的碳键连接相比的Si-O-Si主链，硅氧烷聚合物比有机聚合物更易降解。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术提供不含锡的可固化组合物，其包含甲硅烷基封端的可固化聚合物和基于含金属的配合物的不含有机锡的催化剂。本专利技术提供了可固化组合物，其具有良好可固化性、粘附性、优异的硬度和/或是存储稳定的，且含无有机锡的金属配合物，如钇、镓、钪和钽配合物作为缩合固化加速剂。在一个方面，本专利技术提供了可在交联单组分和双组分弹性体组合物中使用的聚合物组合物。在另一个方面，本专利技术提供了持续同时满足加工存储以及单组分和双组分组合物交联的约束的聚合物组合物。在又一个方面，本专利技术提供了一种具有优异的硬度，同时仍然对包括难以粘附的基底的各种基底(诸如，例如，PBT和其他塑料基底以及金属和玻璃基底)提供良好的粘附性的聚合物组合物。在又一个方面，本专利技术提供了即使在加速热老化过程后仍表现出固化制品的保留的机械完整性的聚合物组合物。在一个实施方案中，可固化组合物包括：(A)具有反应性含硅基团的聚合物，(B)交联剂，扩链剂和增量剂，或其两种或更多种的组合，(C)非锡金属催化剂，(D)助粘剂，(E)任选地含有填料，和(G)任选地固化加速剂，其中非锡金属催化剂包含选自钇、镓、钪和/或钽的金属。在一个实施方案中，催化剂包含下式的化合物：MIIIL3-cAc (6)其中M是选自钇、镓、钪和/或钽的金属，L是螯合配体，A是阴离子，且c为0至3或整数。在一个实施方案中，L选自二酮酸盐、二胺、三胺、氨基乙酸盐、次氮基乙酸盐、联吡啶、乙二肟、羧酸盐、乙酸盐或其两种或更多种的组合。在一个实施方案中，L选自一元羧酸或含至少两个碳原子的羧酸。在一个实施方案中，螯合剂L可为式R9COO-的羧酸，其中R9为线性或支化的C1-C30烷基、C6-C10环状基团或C6-C10芳基。在一个实施方案中，R9为线性或支化的C10-C30烷基。在一个实施方案中，所述阴离子A选自卤化物、氢氧化物、氧化物、过氧化物、臭氧化物、氢硫化物、醇盐、烷基硫代、氮化物、乙酸盐、酰胺、羧酸盐、氰化物、氰酸盐、硫氰酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐或其两种或更多种的组合。在一个实施方案中，所述阴离子A选自F-、Cl-、(I3)-、[ClF2]-、[IF6]-、(ClO)-、(ClO2)-、(ClO3)-、(CIO4)-、(OH)-、(SH)-、(SeH)-、(O2)-、(O3)-、(HS2)-、(CH3O)-、(C2H5O)-、(C3H7O)-、(CH3S)-、(C2H5S)-、(C2H4CIO)-、(C6H5O)-、(C6H5S)-、[C6H4(NO2)O]-、(HCO2)-、(C7H15CO2)-、(CH3CO2)-、(CH3CH2CO2)-、(N3)-、(CN)-、(NCO)-、(NCS)-、(NCSe)-、(NH2)-、(PH2)-、(ClHN)-、(Cl2N)-、(CH3NH)-、(HN＝N)″、(H2N-NH)-、(HP＝P)-、(H2PO)-、(H2PO2)-或其两种或更多种的组合。在一个实施方案中，所述含金属的化合物包含羧酸钇，例如新癸酸钇。在一个实施方案中，所述含金属的化合物包含三氟甲磺酸镓。在一个实施方案中，所述组合物包含每100重量份的聚合物(A)约0.0001至10重量份的催化剂(C)。在一个实施方案中，所述组合物包含每100重量份的聚合物(A)约0.005至0.05重量份的催化剂(C)。在一个实施方案中，所述组合物包含每100重量份的聚合物(A)约0.01至5重量份的催化剂(C)。在一个实施方案中，所述组合物包含每100重量份的聚合物(A)约0.05至约0.4重量份的催化剂(C)。在一个实施方案中，所述组合物包含每100重量份的聚合物(A)约0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成可固化聚合物组合物的组合物，包含：(A)具有至少一个反应性甲硅烷基的聚合物；(B)交联剂，扩链剂，增量剂，或其两种或更多种的组合；(C)包含含金属的化合物的催化剂，其中所述金属选自钇、镓、钪和/或钽；(D)助粘剂；(E)任选地填料；和(F)任选地固化加速剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.06 US 61/936,4621.一种用于形成可固化聚合物组合物的组合物，包含：(A)具有至少一个反应性甲硅烷基的聚合物；(B)交联剂，扩链剂，增量剂，或其两种或更多种的组合；(C)包含含金属的化合物的催化剂，其中所述金属选自钇、镓、钪和/或钽；(D)助粘剂；(E)任选地填料；和(F)任选地固化加速剂。2.权利要求1所述的组合物，其中所述含金属的化合物包含式(6)的化合物：MIIIL3-cAc (6)其中M是选自钇、镓、钪和/或钽的金属；L是螯合配体；A是阴离子；且c为0至3或整数。3.权利要求2所述的组合物，其中L选自二酮酸盐、二胺、三胺、氨基乙酸盐、次氮基乙酸盐、联吡啶、乙二肟、羧酸盐、乙酸盐或其两种或更多种的组合。4.权利要求2所述的组合物，其中L选自一元羧酸或含至少两个碳原子的羧酸。5.权利要求2所述的组合物，其中L选自式R9COO-的羧酸；且R9为线性或支化的C1-C30烷基、C6-C10环状基团或C6-C10芳基。6.权利要求2所述的组合物，其中L选自一元羧酸脂肪族酸、戊酸、正辛酸、正壬酸、正癸酸、正十一烷酸、新癸酸、树脂酸、松香酸、环烷酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、山萮酸、苯甲酸、苯乙酸、月桂酸、十三烷酸、油酸或两种或更多种的组合。7.权利要求2-6任一项所述的组合物，其中所述阴离子A选自卤化物、氢氧化物、氧化物、过氧化物、臭氧化物、氢硫化物、醇盐、烷基硫代、氮化物、乙酸盐、酰胺、羧酸盐、氰化物、氰酸盐、硫氰酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐或两种或更多种的组合。8.权利要求2-6任一项所述的组合物，其中所述阴离子A选自F-、Cl-、(I3)-、[ClF2]-、[IF6]-、(ClO)-、(ClO2)-、(ClO3)-、(CIO4)-、(OH)-、(SH)-、(SeH)-、(O2)-、(O3)-、(HS2)-、(CH3O)-、(C2H5O)-、(C3H7O)-、(CH3S)-、(C2H5S)-、(C2H4CIO)-、(C6H5O)-、(C6H5S)-、[C6H4(NO2)O]-、(HCO2)-、(C7H15CO2)-,(CH3CO2)-、(CH3CH2CO2)-、(N3)-、(CN)-、(NCO)-、(NCS)-、(NCSe)-、(NH2)-、(PH2)-、(ClHN)-、(Cl2N)-、(CH3NH)-、(HN＝N)\、(H2N-NH)-、(HP＝P)-、(H2PO)-、(H2PO2)-或两种或更多种的组合。9.权利要求1所述的组合物，其中所述含金属的化合物包含羧酸钇。10.权利要求1所述的组合物，其中所述含金属的化合物包含三氟甲磺酸镓。11.权利要求1-10任一项所述的组合物，包含每100重量份的聚合物(A)约0.0001至10重量份的催化剂(C)。12.权利要求1-10任一项所述的组合物，包含每100重量份的聚合物(A)约0.005至0.05重量份的催化剂(C)。13.权利要求1-10任一项所述的组合物，包含每100重量份的聚合物(A)约0.01至5重量份的催化剂(C)。14.权利要求1-10任一项所述的组合物，包含每100重量份的聚合物(A)约0.05至约0.4重量份的催化剂(C)。15.权利要求1-10任一项所述的组合物，包含每100重量份的聚合物(A)约0.1至1重量份的催化剂(C)。16.权利要求1-15任一项所述的组合物，其中所述催化剂(C)基本不含锡。17.权利要求1-16任一项所述的组合物，其中所述催化剂(C)进一步包含金属催化剂的共混物、金属催化剂的盐、羧酸、烷基磺酸、芳基磺酸、无机酸、胺、胍、脒、无机碱或其两种或更多种的组合。18.权利要求1-17任一项所述的组合物，其中所述助粘剂包含基于胺的助粘剂。19.权利要求1-17任一项所述的组合物，包含助粘剂(D)，其选自(氨基烷基)三烷氧基硅烷、(氨基烷基)烷基二烷氧基硅烷、双(三烷氧基甲硅烷基烷基)胺、三(三烷氧基甲硅烷基烷基)胺、三(三烷氧基甲硅烷基烷基)氰脲酸酯、三(三烷氧基甲硅烷基烷基)异氰脲酸酯、(环氧烷基)烷基二烷氧基硅烷、(环氧烷基)三烷氧基硅烷或其两种或更多种的组合。20.权利要求1-19任一项所述的组合物，其中所述交联剂或扩链剂选自烷氧基硅烷、烷氧基硅氧烷、肟基硅烷、肟基硅氧烷、烯氧基硅烷、烯氧基硅氧烷、氨基硅烷、氨基硅氧烷、羧基硅烷、羧基硅氧烷、烷基酰胺基硅烷、烷基酰胺基硅氧烷、芳基酰胺基硅烷、芳基酰胺基硅氧烷、烷氧基氨基硅烷、烷基芳基氨基硅氧烷、烷氧基氨基甲酸酯基硅烷、烷氧基氨基甲酸酯基硅氧烷和其两种或更多种的组合。21.权利要求1-20任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物(A)具有式(1)：[R1aR23-a Si–Z-]n-X-Z-SiR1aR23-a (1)其中X选自聚氨酯，聚酯，聚醚，聚碳酸酯，聚烯烃，聚酯醚，和具有R3SiO1/2、R2SiO、RSiO3/2和/或SiO2单元的聚有机硅氧烷；n为0-100；a为0-2；R和R1在同一Si原子上可以相同或不同并选自C1-C10烷基，被Cl、F、N、O或S中的一个或多个取代的C1-C10烷基，苯基，C7-C16烷基芳基，C7-C16芳基烷基，C2-C4聚亚烷基醚，或其两种或更多种的组合；R2选自OH、C1-C8烷氧基、C2-C18烷氧基烷基、肟基烷基、烯氧基烷基、氨基烷基、羧基烷基、酰胺基烷基、酰胺基芳基、氨基甲酸酯基烷基或其两种或更多种的组合；和Z是键、选自C1-C8亚烷基的组的二价单元或O。22.权利要求1-21任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚合物组分(A)具有式(3)：R23-c-dSiR3cR4d-[OSiR3R4]x-[OSiR3R4]y-OSiR3eR4fR23-e-f (3)其中x为0-10000；y为0-1000；c、d和f独立地选自0-2；R1选自C1-C10烷基，被Cl、F、N、O或S中的一个或多个取代的C1-C10烷基，苯基，C7-C16烷基芳基，C7-C16芳基烷基，C2-C4聚亚烷基醚，或其两种或更多种的组合，并且可以存在小于10mol％量的其他硅氧烷单元，优选甲基、乙烯基、苯基；R2选自OH、C1-C8烷氧基、C2-C18烷氧基烷基、肟基烷基、肟基芳基、烯氧基烷基、烯氧基芳基、氨基烷基、氨基芳基、羧基烷基、羧基芳基、酰胺基烷基、酰胺基芳基、氨基甲酸酯基烷基、氨基甲酸酯基芳基或其两种或更多种的组合；且Z是-O-、键或-C2H4-；且R3和R4在同一Si原子上可以相同或不同并选自氢，C1-C10...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏米·丁卡尔，
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