可自由基聚合硅氧烷和硅氧烷聚合物制造技术

通过使胺封端的硅氧烷聚酰胺化合物与异氰酸酯官能的(甲基)丙烯酸酯、异氰酸酯官能的乙烯基取代的芳族化合物或乙烯基吖内酯反应，来制备用于制备硅氧烷聚酰胺共聚物的可自由基聚合合成物。通过将可自由基聚合合成物与引发剂组合并引发聚合，这些可自由基聚合合成物可用于制备聚合物组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可自由基聚合硅氧烷和硅氧烷聚合物
本公开整体涉及反应性硅氧烷化合物，具体地涉及可自由基聚合硅氧烷化合物，尤其是硅氧烷聚酰胺化合物，以及由反应性硅氧烷化合物制备的聚合物。
技术介绍
硅氧烷聚合物具有多种独特的特性，这些特性主要源自硅氧烷键的物理和化学特性。这些特性包括低玻璃化转变温度、热稳定性和氧化稳定性、抗紫外线辐射、低表面能和疏水性、对许多气体的高度可渗透性以及生物相容性。然而，硅氧烷聚合物通常缺乏抗拉强度。可以通过形成嵌段共聚物而使得硅氧烷聚合物的低拉伸强度得到改善。一些嵌段共聚物包含“软”硅氧烷聚合嵌段或链段，以及任意多种类的“硬”嵌段或链段。聚二有机硅氧烷-聚酰胺和聚二有机硅氧聚脲为示例性的嵌段共聚物。聚二有机硅氧烷-聚酰胺可通过氨基封端的有机硅与短链二羧酸的缩合反应来制备。作为另外一种选择，这些共聚物可通过羧基封端的有机硅与短链二胺的缩合反应来制备。由于聚二有机硅氧烷(如聚二甲基硅氧烷)和聚酰胺通常具有显著不同的溶解度参数，因此难以获得可产生高聚合度的制备硅氧烷基聚酰胺的反应条件，尤其是在与较大的聚有机硅氧烷链段同系物发生反应时更是如此。许多已知的硅氧烷基聚酰胺共聚物包含相对较短的聚二有机硅氧烷链段(如聚二甲基硅氧烷链段)，例如具有不超过约30个二有机硅氧烷基(如二甲基硅氧烷基)单元的链段，或者聚二有机硅氧烷链段在所述共聚物中的量较少。也就是说，所得共聚物中聚二有机硅氧烷(如聚二甲基硅氧烷)软链段的比率(即按重量计的量)往往较低。聚二有机硅氧烷-聚脲是另一种类型的嵌段共聚物。虽然这种嵌段共聚物具有许多理想的特性，但是它们中的一些趋于在经受高温诸如250℃或更高的温度时降解。已经开发了聚二有机硅氧烷-聚酰胺嵌段共聚物，并且其不仅具有硅氧烷聚合物的许多期望特性，而且由于聚酰胺连接基而具有增强的热稳定性。描述这些聚二有机硅氧烷-聚酰胺聚合物的专利中包括美国专利号8,361,626、7,705,103和7,705,101(Sherman等人)。美国专利号8,614,281(Hansen等人)中描述了可湿固化的聚二有机硅氧烷-聚酰胺化合物。
技术实现思路
本公开涉及反应性硅氧烷化合物，具体地涉及可自由基聚合硅氧烷化合物，尤其涉及硅氧烷聚酰胺化合物，以及由反应性硅氧烷化合物制备的聚合物。在一些实施方案中，可自由基聚合化合物包括下式：X-[-R3N-Z-NR3]-{-(CO)(CO)-[NH-Y-SiR12-(OSiR12)n-OSiR12-Y-NH-(CO)(CO)-]p-[-R3N-Z-NR3]-}r-X其中每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、芳基或被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基；每个Y独立地为二价亚烷基、亚芳基或它们的组合；每个Z独立地为二价或更高价的聚二有机硅氧烷、亚烷基、亚芳烷基、杂亚烷基或支链亚烷基；每个R3为氢或烷基，或者R3与Z以及与它们二者所连接的氮一起形成杂环基团；每个X独立地为可自由基聚合基团；n独立地为0至1500的整数。p为1或更大的整数；以及r为1或更大的整数。在一些实施方案中，制备可自由基聚合化合物的方法包括在反应条件下将下式化合物混合在一起：H-[-R3N-Z-NR3]-{-(CO)(CO)-[NH-Y-SiR12-(OSiR12)n-OSiR12-Y-NH-(CO)(CO)-]p-[-R3N-Z-NR3]-}r-H其中每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、芳基或被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基；每个Y独立地为二价亚烷基、亚芳烷基或它们的组合；每个Z独立地为二价或更高价的聚二有机硅氧烷、亚烷基、亚芳烷基、杂亚烷基或支链亚烷基；每个R3为氢或烷基，或者R3与Z以及与它们二者所连接的氮一起形成杂环基团；n独立地为0至1500的整数。p为1或更大的整数；以及r为1或更大的整数；以及胺反应性化合物，其中胺反应性化合物包含异氰酸酯官能(甲基)丙烯酸酯、异氰酸酯官能的乙烯基取代的芳族化合物或乙烯基吖内酯。聚合物组合物的实施方案包括一种或多种聚合物，并且可任选地包括一种或多种添加剂。聚合物由包含至少一种上述可自由基聚合化合物和引发剂的反应混合物制备。在一些实施方案中，引发剂是光引发剂。反应混合物可以包括另外的可自由基聚合单体、交联剂等。具体实施方式提出了可自由基聚合硅氧烷化合物和制备可自由基聚合硅氧烷化合物的方法。可自由基聚合硅氧烷化合物可易于由大量的前体分子制备。可自由基聚合硅氧烷化合物可用于制备各种各样的硅氧烷聚合物。硅氧烷聚合物可以是交联或未交联的，并且可以是弹性体或脱模聚合物。弹性聚合物可用于通过加入有机硅增粘树脂来制备压敏粘合剂。由本公开的可自由基聚合硅氧烷化合物制备的聚合物具有聚硅氧烷的许多期望特征，诸如低玻璃化转变温度、热稳定性和氧化稳定性、抗紫外线辐射、低表面能和疏水性、对多种气体的高渗透性以及对湿度的不敏感性。此外，由于聚合物是由硅氧烷聚酰胺制备的可自由基聚合硅氧烷化合物制备的，所形成的聚合物可以由于这些基团而具有改善的机械强度和热稳定性。在一些实施方案中，聚合物具有期望的光学性质，诸如光学透明或具有低折射率或甚至这些性质的组合。术语“一个”、“一种”和“该”、“所述”可互换使用，“至少一个(种)”是指一个(种)或多个(种)所述要素。如本文所用，术语“粘合剂”是指可用于将两个粘合体粘附在一起的聚合物型组合物。粘合剂的实例为热活化粘合剂和压敏粘合剂。热活化粘合剂在室温下不发粘，但在高温下变得发粘并能够粘结到基底。这些粘合剂通常具有高于室温的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)。当温度升高超过Tg或Tm时，储能模量通常降低并且粘合剂变得发粘。本领域普通技术人员熟知，压敏粘合剂组合物在室温具有包括以下性质在内的性质：(1)有力而持久的粘着力；(2)用不超过指压的压力即可粘附；(3)足以保持在附着物上的能力；以及(4)足够的内聚强度以便使其从附着物干净地移除。已发现可很好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性，从而使得粘着力、剥离粘附力和剪切保持力达到所需平衡的聚合物。获得特性的适当平衡并非简单的过程。本文所用的术语“可自由基聚合”是指含有参与自由基聚合反应的基团的材料。可自由基聚合基团的示例是烯键式不饱和基团，诸如乙烯基和(甲基)丙烯酸酯基。术语“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯两者。丙烯酸酯为丙烯酸的酯，甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸的酯。术语“烷基”是指为烷烃基团的一价基团，所述烷烃为饱和烃。烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合，通常具有1个碳原子至20个碳原子。在一些实施方案中，烷基包含1至18、1至12、1至10、1至8、1至6或1至4个碳原子。烷基基团的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正已基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。术语“亚烷基”是指为烷烃基团的二价或三价基团。亚烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。亚烷基通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中，亚烷基包含1个碳原子至18个碳原子、1个碳原子至12个碳原子、1个碳原子至10个碳原子、1个碳原子至8个碳原子、1个碳原子至6个碳原子，或1个碳原子至4个碳原子。亚烷基的基团中心可在相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含下式的可自由基聚合的化合物：X‑[‑R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.22 US 62/095,1571.一种包含下式的可自由基聚合的化合物：X-[-R3N-Z-NR3]-{-(CO)(CO)-[NH-Y-SiR12-(OSiR12)n-OSiR12-Y-NH-d(CO)(CO)-]p-[-R3N-Z-NR3]-}r-X其中每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、芳基或被烷基、烷氧基或卤素取代的芳基；每个Y独立地为二价亚烷基、亚芳烷基或它们的组合；每个Z独立地为二价或更高价的聚二有机硅氧烷、亚烷基、亚芳烷基、杂亚烷基或支链亚烷基基团；每个R3为氢或烷基，或者R3与Z以及与它们二者所连接的氮一起形成杂环基团；每个X独立地为可自由基聚合基团；n独立地为0至1500的整数；p为1或更大的整数；并且r为1或更大的整数。2.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中每个R1为甲基。3.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中Y为具有1至4个碳原子的亚烷基。4.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中Z为-Y-SiR12-(OSiR12)m-OSiR12-Y-基团，其中m为0至1500的整数。5.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中Z为包含2至20个碳原子的亚烷基、亚芳烷基、杂亚烷基或支链亚烷基基团。6.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中每个X基团包括(甲基)丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团或烯键式不饱和芳族基团。7.根据权利要求1所述的可自由基聚合化合物，其中所述X基团包括具有以下结构的基团：-A-O-(CO)-CR4＝CH2；-A-(CO)-CR52-NH-(CO)-CH＝CH2；或-A-Ar-CR4＝CH2，其中每个A是单键或包括-(CO)-NH-B-的连接基团，其中B为1至4个碳原子的亚烷基基团；每个R4为氢原子或1至4个碳原子的烷基基团；每个R5为甲基基团；并且Ar为取代或未取代的芳族基团。8.根据权利要求7所述的可自由基聚合化合物，其中所述X基团包括具有以下结构的基团：-A-O-(CO)-CR4＝CH2，其中A为包括-(CO)-NH-B-的连接基团，其中B为亚乙基基团；并且R4为氢原子或甲基基团。9.根据权利要求7所述的可自由基聚合化合物，其中所述X基团包括具有以下结构的基团：-A-(CO)-CR52-NH-(CO)-CH＝CH2，其中A为单键；并且每个R5为甲基基团。10.根据权利要求7所述的可自由基聚合化合物，其中所述X基团包括具有以下结构的基团：-A-Ar-CR4＝CH2，其中A为包括-(CO)-NH-B-的连接基团，其中B为二甲基取代的亚甲基基团；R4为氢原子或甲基基团；并且Ar为亚苯基基团。11.一种制备可自由基聚合化合物的方法，所述方法包括在反应条件下将以下物质混合在一起：下式的化合物：H-[-R3N-Z-NR3]-{-(CO)(CO)-[NH-Y-SiR12-(OSiR12)n-OSi...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·E·洪帕尔，奥德蕾·A·舍曼，米奇斯瓦夫·H·马祖雷克，布拉德利·D·克雷格，
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