含硅烷基团的快速固化组合物制造技术

本发明专利技术涉及组合物，所述组合物包含两种不同的硅烷官能的聚合物，其中两种聚合物中仅一种聚合物具有式(I)的端基。所述组合物出人意料地具有迅速结皮时间和低粘度，即使不使用EHS临界催化剂(例如有机锡化合物或DBU)仍然迅速交联并且固化成具有良好强度和伸展性的低粘性材料。本发明专利技术还涉及用于促进硅烷交联的组合物的固化的方法，其中在组合物中加入具有式(I)的端基的另一种硅烷官能的聚合物。

Fast curing composition containing silane groups

The present invention relates to compositions comprising two different silane functional polymers, wherein only one of the two polymers has a terminal group of formula (I). The composition of the crust rapidly beyond all expectations and low viscosity, even without the use of critical EHS catalysts (such as organotin compounds or DBU) still rapidly and low viscous material solidified into crosslinked with good strength and stretching of the. The invention also relates to a method of curing a composition for promoting silane crosslinking, wherein a silane functional polymer with a terminal group of (I) is added to the composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含硅烷基团的快速固化组合物
本专利技术涉及含硅烷基团的组合物及其在用于建筑应用和工业应用的湿固化粘合剂、密封剂或涂布剂中的用途。
技术介绍
含硅烷基团的聚合物，也被称为“硅烷官能的聚合物”或“硅烷改性的聚合物”(SMP)或“硅烷封端的聚合物”(STP)，长期以来被成功地用作湿固化组合物中的粘结剂，其特别用作建筑工业和制造工业中的弹性粘合剂、密封剂或涂布剂。硅烷官能的聚合物可以非常简单地由聚氨酯聚合物通过借助于氨基或者羟基硅烷将其的异氰酸酯基团官能转化成硅烷基团而获得。这样的硅烷官能的聚氨酯相当快的交联和固化成具有良好强度和延展性的非粘性材料。但是，由于它们高含量的形成氢键的氨基甲酸酯和/或脲基，它们是相对高粘度的和因此并非总是以简单方式可加工的。具有较低粘度的硅烷官能的聚合物(其没有脲基并且仅包含少量氨基甲酸酯基团甚或没有氨基甲酸酯基团)同样是已知的，并且可以例如通过聚醚多元醇与异氰酸基硅烷反应或者通过烯丙基官能的聚醚的氢甲硅烷基化来获得。这样的硅烷官能的聚合物由于它们容易加工而是流行的，并因此由许多制造商市售。但是，它们是明显反应惰性的，因此缓慢交联和长时间保持发粘。为了足够快的和完全的固化，经常需要大量的高活性催化剂。此外，在固化后，它们通常并不能实现经由氨基或者羟基硅烷所获得的硅烷官能的聚氨酯聚合物的机械品质。作为高活性催化剂常规使用的是有机锡化合物。但是，它们对健康有害和对环境有害，并且由于那些原因，使用它们是日益不令人期望的。作为有机锡化合物的一个替代方案，经常使用有机钛酸酯，但是它们具有比有机锡化合物低的催化活性，并且因此它们是以非常高的剂量使用或者与强碱组合使用，特别是环脒例如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)。但是，DBU同样是一种对健康有害和对环境有害以及气味浓烈的物质，此外其在基于硅烷官能的聚合物的组合物中是很有限相容的，从而它们具有分离、渗出或者基底污染的倾向。所以需要具有高交联速度的低粘度的硅烷官能聚合物。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供硅烷官能的聚合物体系，所述聚合物体系具有低粘度，即使不使用EHS临界催化剂(例如有机锡化合物或DBU)仍然迅速交联并且固化成具有良好强度和伸展性的低粘性材料。出人意料地发现，根据权利要求1所述的两种不同的硅烷官能的聚合物的组合物实现所述目的。所述组合物容易制备，可良好储存，具有低粘度并且出人意料地与水分迅速固化成具有良好强度、伸展性和耐热性的弹性体材料，即使当仅存在有机钛酸盐作为催化剂而无额外强碱的情况下。特别出人意料的是如下事实：一种聚合物的高反应性(即使在低份额下)传递至另一种低反应性聚合物，并且尽管两种聚合物具有不同反应性的硅烷基团，组合物在固化时仍然形成具有良好机械性能的材料。本专利技术的另一个主题是根据权利要求15所述的方法。通过所述方法能够显著促进低粘度、低反应性硅烷官能的聚合物的固化而无需使用有机锡化合物或强碱(例如DBU)并且同时升高其强度和弹性。本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。具体实施方式本专利技术的主题是组合物，所述组合物包含-至少一种硅烷官能的聚合物P1；和-至少一种具有式(I)的端基的硅烷官能的聚合物P2，其中R1a和R1b彼此独立地分别表示氢原子或具有1至12个C原子的一价烃基，或一起表示具有2至6个C原子的亚烷基，R2表示氢原子或具有1至12个C原子的一价烃基，所述一价烃基任选包含醚基、酯基、腈基、氨基或硅烷基团，R3表示具有1至20个C原子的线性或支化的亚烷基或亚环烷基，其任选具有芳族部分并且任选具有一个或多个杂原子，特别是氮原子，R4表示具有1至8个C原子的烷基，R5表示具有1至10个C原子的烷基，所述烷基任选包含醚基，并且x表示0、1或2；其中硅烷官能的聚合物P1和硅烷官能的聚合物P2的重量比例为99:1至10:90，并且其中硅烷官能的聚合物P1不具有式(I)的端基。在本文中，术语“烷氧基硅烷基团”或者简称的“硅烷基团”表示这样的甲硅烷基，其键合到有机基团上并且在硅原子上具有1-3、特别是2或者3个可水解烷氧基。作为“甲氧基硅烷基团”指的是具有仅仅甲氧基作为烷氧基的硅烷基团。作为“乙氧基硅烷基团”指的是具有仅仅乙氧基作为烷氧基的硅烷基团。术语“烷氧基硅烷”或者简称的“硅烷”是具有至少一个硅烷基团的有机化合物。作为“羟基硅烷”，“异氰酸基硅烷”，“氨基硅烷”和“巯基硅烷”分别指的是除了硅烷基团之外，在有机基团上还具有一个或多个羟基，异氰酸基，氨基和巯基的硅烷。以“聚/多”为首的物质名称，如多元醇或多异氰酸酯，表示形式上每分子包含两个或多个在其名称中出现的官能团的物质。术语“含硅烷基团的聚醚”还包括除了聚醚单元之外还可以包含氨基甲酸酯基、脲基或硫代氨基甲酸酯基的含硅烷基团的有机聚合物。所述含硅烷基团的聚醚也可以被称为“含硅烷基团的聚氨酯”。“分子量”在本文中被理解为分子的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”表示低聚或聚合形式的分子混合物的数均Mn，其通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定。“储存稳定的”或“可储存的”表示物质或组合物可以在室温下在合适的容器中保存较长时间，通常至少3个月至6个月和更久，而其应用性能或使用性能(特别是粘度和交联速度)不会由于储存以与其使用相关的程度变化。在本文献中术语“粘度”表示通过剪切应力和剪切率(速度梯度)之间的比例定义并且如实施例中所述确定的动态粘度或剪切粘度。本文献的式中的虚线各自表示取代基和所属分子基团之间的键。“室温”表示23℃的温度。硅烷官能的聚合物P1优选是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚(甲基)丙烯酸酯或聚醚或这些聚合物的混合形式。其硅烷基团不是式(I)的端基。其硅烷基团可以位于链的侧面或端部。特别优选地，硅烷官能的聚合物P1是聚烯烃或聚酯或聚(甲基)丙烯酸酯或聚醚或这些聚合物的混合形式。最优选地，硅烷官能的聚合物P1是含硅烷基团的聚醚。其优选具有多个氧化亚烷基单元，特别是1,2-氧化亚丙基单元。硅烷基团优选是二烷氧基硅烷基团和/或三烷氧基硅烷基团，特别是二甲氧基甲基硅烷基团或三甲氧基硅烷基团或三乙氧基硅烷基团。硅烷官能的聚合物P1优选不具有异氰酸酯基团。硅烷官能的聚合物P1每分子平均具有优选1.3至4，特别是1.5至3，特别优选1.7至2.8个硅烷基团。硅烷官能的聚合物P1优选具有1000至30000g/mol，特别是2000至20000g/mol的平均分子量。硅烷官能的聚合物P1优选在室温下为液体。特别优选地，其具有低粘度。特别地，20℃下的粘度为1至200Pa·s，优选2至100Pa·s，特别优选5至50Pa·s。优选地，硅烷官能的聚合物P1选自-通过含烯丙基的聚醚与含氢硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选特别使用二异氰酸酯进行链延长；-通过环氧烷和环氧硅烷的共聚获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选特别使用二异氰酸酯进行链延长；-通过聚醚多元醇与异氰酸基硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选用二异氰酸酯进行链延长；和-通过含异氰酸酯基团的氨基甲酸酯聚醚与氨基硅烷或羟基硅烷或巯基硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚。硅烷官能的聚合物P1特别容易获得。其中优选的是通过含本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，其包含‑至少一种硅烷官能的聚合物P1；和‑至少一种具有式(I)端基的硅烷官能的聚合物P2，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.24 EP 14194599.81.组合物，其包含-至少一种硅烷官能的聚合物P1；和-至少一种具有式(I)端基的硅烷官能的聚合物P2，其中R1a和R1b彼此独立地分别表示氢原子或具有1至12个C原子的一价烃基，或一起表示具有2至6个C原子的亚烷基，R2表示氢原子或具有1至12个C原子的一价烃基，其任选包含醚基、酯基、腈基、氨基或硅烷基团，R3表示具有1至20个C原子的线性或支化的亚烷基或亚环烷基，其任选具有芳族部分并且任选具有一个或多个杂原子，特别是氮原子，R4表示具有1至8个C原子的烷基，R5表示具有1至10个C原子的烷基，其任选包含醚基，并且x表示0、1或2；其中硅烷官能的聚合物P1和硅烷官能的聚合物P2之间的重量比例为99:1至10:90，并且其中硅烷官能的聚合物P1不具有式(I)的端基。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，硅烷官能的聚合物P1是含硅烷基团的聚醚。3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，硅烷官能的聚合物P1选自-通过含烯丙基的聚醚与含氢硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选进行链延长；-通过环氧烷和环氧硅烷的共聚获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选进行链延长；-通过聚醚多元醇与异氰酸基硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚，其中任选用二异氰酸酯进行链延长；和-通过含异氰酸酯基团的氨基甲酸酯聚醚与氨基硅烷或羟基硅烷或巯基硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚。4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述硅烷官能的聚合物P1是通过含烯丙基的聚醚与含氢硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚，或者是通过聚醚多元醇与异氰酸基硅烷的反应获得的含硅烷基团的聚醚。5.根据前述权利要求任一项所述的组合物，其特征在于，所述硅烷官能的聚合物P2是含硅烷基团的聚醚和/或聚酯和/或聚碳酸酯。6.根据前述权利要求任一项所述的组合物，其特征在于，R1a表示甲基并且R1b表示氢原子。7.根据前述权利要求任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·克拉默，U·布尔克哈特，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH