用于涂料、粘合剂和密封剂应用的包含游离多元醇的水分可固化的甲硅烷基化聚合物制造技术

本发明专利技术涉及在固化前具有未反应或“游离”羟基的、水分可固化的甲硅烷基化聚合物，其具有改良的物理性能、更低的粘度和更低的成本，适合制备涂料、粘合剂和密封剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及具有改良物理性能的水分可固化的甲硅烷基化聚合物组合物。更具体地，本专利技术涉及作为密封剂、粘合剂和涂料的低粘度、水分可固化的甲硅烷基化聚合物的制备。专利技术背景包含活性硅烷基团的聚氨酯也被称为硅烷封端的聚氨酯(STPs)，它们作为密封剂和粘合剂的用途是已知的，描述于例如美国专利5,554,709中，其中描述了水分固化、烷氧基硅烷封端的聚氨酯，所述聚氨酯可以通过聚氨酯预聚物与无硫烷氧基硅烷的反应而获得。美国专利4,857,623号描述了烷氧基硅烷封端、水分硬化的聚氨酯，通过使羟基封端的二醇和/或三醇与二异氰酸酯反应以形成异氰酸酯封端的聚氨酯而获得所述聚氨酯，美国专利6,197,912号描述了具有末端或侧链甲硅烷基的水分可固化聚合物，所述聚合物显示出改良的热稳定性、伸长率和抗撕裂性。美国专利4,985,491号公开了在双重金属氰化物催化剂的存在下制备的聚醚三元醇，所述聚醚三元醇与多异氰酸酯反应而生成异氰酸酯封端的预聚物。然后使所述预聚物扩链以制备期望的密封剂。美国专利4,481,367号公开了预聚物，通过使短链二醇与充分过量的二异氰酸酯反应从而形成以异氰酸酯基团封端的线性氨基甲酸乙酯预聚物，来获得所述预聚物。美国专利5,910,555号公开了包含氧化烯聚合物的可固化树脂组合物，所述氧化烯聚合物具有官能团如羟基、环氧基或异氰酸酯，这-->些基团与具有含硅活性基团的化合物直接反应。然而，这些水分可固化聚合物的缺点是存在氨基甲酸乙酯基团，这些基团会使产品具有高粘度。为了获得合适的应用粘度，通过添加更高量的增塑剂和更少量的填料来减少高粘度，从而导致更昂贵的密封剂产品。因此，本专利技术的目的是提供水分可固化的甲硅烷基化聚合物，可以以降低的成本将所述甲硅烷基化聚合物制备成具有更低的粘度和改良的物理性能。本专利技术的产品适合用作密封剂、粘合剂和涂料。本文公开的所有美国专利均纳入本文作为参考。专利技术概述本专利技术的一个方面是水分可固化的组合物，其包括下列成分的基本无水分混合物：a)甲硅烷基化的聚合物；b)至少一种多元醇；和c)用于使所述甲硅烷基化的聚合物与多元醇反应的催化剂。其中，所述水分可固化的组合物中甲硅烷基化的聚合物为选自下列的至少一个成员：(i)由多元醇与异氰酸根合硅烷的反应获得的甲硅烷基化的聚合物；(ii)由羟基封端的聚氨酯预聚物与异氰酸根合硅烷的反应获得的甲硅烷基化的聚合物；(iii)由异氰酸根合基封端的聚氨酯预聚物与氢活性有机官能硅烷的反应获得的甲硅烷基化的聚合物；和(iv)由硅烷封端的聚醚获得的甲硅烷基化的聚合物。本专利技术的其它方面是可用作例如密封剂的可固化配方物，所述可固化配方物包含上述组合物连同固化催化剂和选自填料、增塑剂、触变剂、紫外线稳定剂和粘附促进剂的一种或多种常规功能助剂。本专利技术的又一方面是制备组合物的方法，所述组合物在固化后显示出改良的粘度、伸长率、抗张强度和硬度，该方法包括将上述甲硅-->烷基化的聚合物(a)与至少一种多元醇(b)和催化剂(c)混合。定义在用于本文时，术语“多异氰酸酯”指具有两个或多于两个异氰酸酯基团的有机化合物，“多元醇”指其上具有两个或多个羟基的化合物。除非另有说明，“烷基”可以是线性、分枝或环状的；“芳基”包括烷芳基如甲苯基和芳烷基如苄基；“亚烷基”可以是线性、分枝或环状的，包括具有侧链或内部芳基的亚烷基如1，4-二亚乙基亚苯基。专利技术详述本专利技术涉及水分可固化的组合物。所述组合物是甲硅烷基化的聚合物和多元醇的基本无水分混合物，在固化前具有有效量的未反应或“游离”羟基。在施用时并且在水分和催化剂的存在下，所述甲硅烷基化的聚合物与所述多元醇反应以提供有效和经济的低粘度涂料、密封剂和粘合剂。本专利技术甲硅烷基化的聚合物最初由异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物制备，或由使用羟基封端的多元醇获得的羟基封端的聚氨酯预聚物制备。它们通常具有500至25,000、更狭窄地为约1,000至20,000的分子量。本专利技术甲硅烷基化的聚合物可以用下列成分制备：聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚酯醚多元醇、聚烯烃多元醇、聚己内酯和甚至聚丙烯酸酯多元醇、羟基封端的烃聚合物，例如由丁二烯获得的那些，或其它多元醇化合物。本文预期可用的其它多元醇包括多元醇如多羟基聚碳酸酯、多羟基聚缩醛、多羟基聚丙烯酸酯、多羟基聚酯酰胺和多羟基聚硫醚、聚烯烃多元醇和低分子量多元醇像二醇、乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、1，2，6--->己三醇、1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘露醇、山梨醇、蔗糖和/或醇胺如二乙醇胺、三乙醇胺等。合适的多元醇包括：聚氧化烯(尤其是聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧丁烯)二醇、聚氧化烯三醇、聚丁二醇、聚缩醛、多羟基聚丙烯酸酯、多羟基聚酯酰胺和多羟基聚硫醚、聚己内酯二醇和三醇等。也可以使用其它多元醇化合物，包括四醇、六醇、烷氧基化的双酚或多酚，和各种糖及其衍生物，包括季戊四醇、山梨醇、甘露醇等。在本专利技术的一个实施方案中，用于制备异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物的多元醇是当量为约500至25,000的聚丙二醇。也可以使用具有各种结构、分子量和/或官能度的多元醇的混合物。通过与异氰酸酯反应，上述羟基官能的多元醇按已知方式转化为异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物或羟基封端的聚氨酯预聚物。在本专利技术的一个实施方案中，通常在催化剂的存在下，通过使过量的多异氰酸酯与多元醇或多元醇的组合进行反应，来制备异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物。在本专利技术的另一个实施方案中，通常在催化剂的存在下，通过使过量的多元醇或多元醇的组合与多异氰酸酯反应，来制备羟基封端的聚氨酯预聚物。合适的多异氰酸酯包括通过与多元醇按常规次序反应形成预聚物可以制备聚氨酯聚合物的任何多异氰酸酯。有用的二异氰酸酯包括例如：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基-甲烷二异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4，4′-二异氰酸酯、包含2，4-和4，4′-异构体的混合物的各种液体二苯基甲烷-二异氰酸酯等、及其混合物。在本专利技术的一个实施方案中，所用的异氰酸酯官能单体是2，4-和4，4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯(MDI)的混合物，其以商品名M-0129获自Bayer。在制备上述聚氨酯预聚物时可以使用催化剂。合适的催化剂是二-->羧酸二烷基锡例如二月桂酸二丁基锡和乙酸二丁基锡，叔胺，羧酸的亚锡盐如辛酸亚锡和乙酸亚锡等。在本专利技术的一个实施方案中，使用二月桂酸二丁基锡催化剂制备聚氨酯预聚物。其它催化剂包括锆络合物(获自King Industries，Inc.的KAT XC6212、K-KAT XC-A209)、铝螯合物(获自King Industries，Inc.的K-KAT 5218、K-KAT 4205)、钛螯合物(获自DuPont公司的型、和获自Kenrich Petrochemical，Inc.的KR型)、和其它有机金属，例如Zn、Co、Ni和Fe等。在第二工艺步骤中，使异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物与硅烷反应，以制备甲硅烷基化的聚氨酯预聚物。可以通过本领域已知的种种方法制备硅烷封端的聚氨酯。在一种方法中，这样制备硅烷封端的聚氨酯：使二异氰酸酯与多元醇反应以形成异氰酸酯封端的预聚物，然后使其与氨基硅烷或可以与异氰酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水分可固化的组合物，其包括：　　　　（ａ）甲硅烷基化的聚合物；　　　　（ｂ）至少一种多元醇；和　　　　（ｃ）用于使所述甲硅烷基化的聚合物与多元醇反应的催化剂，所述组合物基本不含水分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-9-14 11/226,7601.一种水分可固化的组合物，其包括：(a)甲硅烷基化的聚合物；(b)至少一种多元醇；和(c)用于使所述甲硅烷基化的聚合物与多元醇反应的催化剂，所述组合物基本不含水分。2.权利要求1的水分可固化的组合物，其中所述甲硅烷基化的聚合物是选自下列的至少一个成员：(i)由多元醇与异氰酸根合硅烷的反应而获得的甲硅烷基化的聚合物；(ii)由羟基封端的聚氨酯预聚物与异氰酸根合硅烷的反应而获得的甲硅烷基化的聚合物；(iii)由异氰酸根合基封端的聚氨酯预聚物与能和异氰酸酯反应的氢活性有机官能硅烷的反应而获得的甲硅烷基化的聚合物；和(iv)由硅烷封端的聚醚获得的甲硅烷基化的聚合物。3.权利要求1的水分可固化的组合物，其中所述多元醇具有至少2个羟基。4.权利要求1的水分可固化的组合物，其中所述多元醇是选自下列的高分子量多元醇：脂族和芳族聚酯多元醇、聚醚多元醇、多羟基聚碳酸酯、多羟基聚缩醛、多羟基聚丙烯酸酯、多羟基聚酯酰胺和多羟基聚硫醚、聚烯烃多元醇、及其混合物。5.权利要求1的水分可固化的组合物，其中所述多元醇是选自下列的低分子量多元醇：醇、二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、糖苷、糖、醇胺、及其混合物。6.权利要求5的水分可固化的组合物，其中所述多元醇选自：乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、三羟甲基丙烷、二乙二醇、二丙二醇、二缩甘露醇、1，2，6-己三醇、1，2，4-丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、甘露醇、山梨醇、蔗糖、二乙醇胺、三乙醇胺、及其混合物。7.权利要求4的水分可固化的组合物，其中所述甲硅烷基化的聚合物与当量为至少200的高分子量多元醇混合。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雨润，沈敏，米斯蒂黄，
申请(专利权)人：莫门蒂夫功能性材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]