一种底涂活性硅氧烷组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种底涂活性硅氧烷组合物及其制备方法和应用。该底涂活性硅氧烷组合物由如下质量份数的组分组成：氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物10～30份；桥式脲基/氨酯基烷氧基硅烷2～10份；马来酸酯基烷氧基硅烷3～5份；丙烯酰氧烷基酯烷氧基硅烷5～10份；载体填充物4～8份；润湿分散剂1～3份；溶剂60～70份。本发明专利技术的底涂活性硅氧烷组合物作为聚氨酯胶与难粘金属表面的底涂界面过渡层具有牢固配位键合、优异界面化学键合、良好物理缠结、高效浸润性、原位键合增强以及长久高效的本体破坏性，可提升聚氨酯胶在难粘结表面的长效、高稳定、高寿命、高抗本体破坏、高耐水泡的粘结效应，成本低、易于工业化生产应用。

A base coating active siloxane composition and its preparation method and Application

The invention relates to a bottom coating active siloxane composition and a preparation method and application thereof. The bottom coating active siloxane composition is composed of 10-30 parts of cyano / mercapto / polyether copolymerized siloxane oligomers, 2-10 parts of bridge urea / urethane alkoxysilane, 3-5 parts of maleate alkoxysilane, 5-10 parts of acryloyl alkoxysilane, 4-8 parts of carrier filler, 1-3 parts of wetting dispersant, 60-70 parts of solvent. The bottom coating active siloxane composition of the invention, as the bottom coating interface transition layer between polyurethane adhesive and hard to stick metal surface, has firm coordination bonding, excellent interface chemical bonding, good physical entanglement, high-efficiency wettability, in-situ bonding reinforcement and long-term and high-efficiency body destructiveness, which can improve the long-term, high stability, high life and high resistance to body destructiveness of polyurethane adhesive on the hard to stick surface , high blister resistance, low cost, easy to industrial production and application.

【技术实现步骤摘要】
一种底涂活性硅氧烷组合物及其制备方法和应用
本专利技术属于底涂剂
，具体涉及一种底涂活性硅氧烷组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
聚氨酯是一类分子结构中含氨酯键单元的高分子材料，因其结构的特殊性，往往与无机界面结合以物理氢键的方式键合，然而，在金属、金属氧化物、氟化陶瓷、阳极氧化铝、阳极氧化锌、铝合金、镍、铜、锌、金、银等难粘结金属/金属氧化物表面的粘合性表现很差，因此，聚氨酯粘合剂与无机界面结合时必须通过底涂剂处理才能实现二者界面的牢固粘结。受难粘结金属/金属氧化物表面含活性羟基基团极少的影响，由于表面羟基少，很难与聚氨酯之间形成稳定的物理氢键，更难以形成化学键合作用力，因此，要实现难粘结金属/金属氧化物表面与聚氨酯胶之间的界面良好粘合，达到聚氨酯胶本体破坏，必须满足以下三个条件：(1)设计极性配位基团，与金属/金属氧化物形成配位键；(2)要使底涂剂与难粘结金属/金属氧化物表面高度浸润，形成牢固的物理作用力；(3)底涂剂在难粘结金属/金属氧化物表面形成凸凹不平的过渡层，赋予聚氨酯胶与其底涂凸凹过渡层形成物理螯合，同时，底涂层化学基团与聚氨酯形成牢固的化学键合。传统的底涂剂是依赖于涂覆第一道，实现部分底涂剂与界面形成化学键合，然后进一步涂覆第二道强化实现界面处理，但这种方法仍然难以满足聚氨酯胶与难粘结金属/金属氧化物表面的粘结，不能实现稳定的本体破坏。硅烷偶联剂是一种新型的桥接聚合物与无机材料功能型有机中间体，它借助于环境的水气、聚合物中的羟基或无机表面的羟基实现硅烷偶联剂的烷氧基水解/缩合达到有机/无机的化学或物理键合。但传统的硅烷偶联剂最主要特点是三烷氧基或二烷氧基，与无机表面键合时需要其表面富含大量羟基才能实现二者间的网络结构的化学键合，而对于难以粘结的金属/金属氧化物表面很难形成大量网络结构的粘结，更难以实现聚合物与金属/金属氧化物表面配位或浸润，针对此技术难点，需要创新设计兼具配位键功能、高度浸润功能、物理螯合功能的复合硅烷/硅烷衍生物技术是解决问题的关键所在。中国专利CN101092544A公开了一种聚氨酯胶用的玻璃处理剂，其使用的是含单氨基或双氨基的三烷氧基硅烷，使用前采用溶剂清理基材，底涂玻璃表面形成过渡层，形成初级活化层，然后再进一步涂覆第二道底涂剂，实现与聚氨酯胶的原位粘合，但该专利技术采用聚醚结构单体与氨基氢反应，制备聚醚结构的氨基硅氧烷，该专利技术只是制备一种低分子量的聚醚型硅烷，其原理是运用玻璃表面大量羟基，容易与烷氧基反应形成硅氧键，同时利用聚醚亲和性特征，与聚氨酯间产生良好物理缠结。该处理方法对表面羟基极少的金属/金属氧化物表面难以形成牢固的键合，无法满足特种表面的处理。中国专利CN103339163A公开了一种增粘组合物，其主要是运用异氰酸酯三聚体与硅氧烷反应形成高交联的硅氧烷化合物，主要适用用于粘合剂和密封剂在玻璃和陶瓷上的粘附性。该方法缺陷在于：一方面，利用硅氧烷的高交联度实现与多羟基表面键合反应，但会出现因官能团太高而发脆，底涂重现性不好，同时还需要界面清洁活化；另一方面，分子结构中氨酯环，有利于与聚氨酯胶亲润而产生良好物理缠结。该方法同样对表面羟基极少的金属/金属氧化物表面难以形成牢固的键合，无法满足特种表面的处理。中国专利CN101573305A公开了一种低温粘附性底涂剂组合物，其主要是运用巯基硅烷、硅氧烷修饰异氰酸酯三聚体、氨基硅烷以及以及氨基硅烷与环氧加成低聚硅氧烷的组合物。该法与中国专利CN103339163A相比较，大大地提升底涂剂与界面间的键合作用，一方面提升了底涂剂与界面的配位功效，另一方面提升了底涂剂与聚氨酯间的亲润效应，通过这两方面改进，可实现无须活化剂，仅仅需要一道底涂。然而，但该专利技术存在底涂剂难以在界面上形成凸凹不平的螯合层，从而导致耐水性，仅能获得暂时性90％以上本体破坏，但水泡1～2天会导致开裂现象。因此，开发一种聚氨酯胶在难粘结金属/金属氧化物苛刻条件下的一次涂覆就可实现本体破坏的底涂剂产品具有重要的研究意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中聚氨酯胶在难粘结金属/金属氧化物苛刻条件下的一次涂覆而无法满足本体破坏的缺陷或不足，提供一种底涂活性硅氧烷组合物。本专利技术立足聚氨酯胶结构特征与金属/金属氧化物的界面性质，通过选用具有配位键功能、高度浸润功能、物理螯合功能的复合硅烷/硅烷衍生物的分子得到底涂活性硅氧烷组合物；本专利技术提供的底涂活性硅氧烷组合物可提升聚氨酯胶在难难粘结表面的长效、高稳定、高寿命、高抗本体破坏、高耐水泡的粘结效应，成本低、易于工业化生产及推广应用。本专利技术的另一目的在于提供上述底涂活性硅氧烷组合物的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述底涂活性硅氧烷组合物在制备用于聚氨酯胶与难粘金属表面的底涂剂中的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种底涂活性硅氧烷组合物，由如下质量份数的组分组成：现有专利常采用低分子三官能团以上的氨基硅烷、硅烷修饰异氰酸酯三聚体、硫代硅烷以及氨基/环氧加合硅氧烷作为底涂剂，这类底涂剂适应于高羟基活性表面的玻璃基材、高羟基活性表面金属基材或高羟基活性表面二氧化硅基表面，故常使用该类活化底涂剂往往需要对高羟基活性表面先活化而后底涂的模式，但对低羟基含量或无羟基类表面基材很难采取上述硅氧烷实现界面粘结。本专利技术立足聚氨酯胶结构特征与金属/金属氧化物的界面性质，通过选用具有配位键功能、高度浸润功能、物理螯合功能的复合硅烷/硅烷衍生物的分子得到底涂活性硅氧烷组合物。其作用原理具体如下。(1)氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物、马来酸酯基烷氧基硅烷的配合可实现其与金属/金属氧化物之间的牢固配位键合和部分界面化学键合效应；(2)桥式脲基/氨酯基烷氧基硅烷不仅赋予与金属/金属氧化物之间的部分键合效应，而且更发挥其与聚氨酯胶间的物理缠结效应和化学键合效应和极性亲润效应；(3)丙烯酰氧烷基酯烷氧基硅烷，一方面可以实现与金属/金属氧化物和聚合物之间的双重界面亲润作用，还可实现与聚合物间化学与物理键合效应；(4)载体填充物与桥式脲基/氨酯基烷氧基硅烷协同，实现在底涂剂中分散增强，从而在界面上形成密实的凸凹不平的宏观粗糙表面，进一步增强聚氨酯胶与其原位键合增强，达到长久高效的本体破坏机制；(5)润湿分散剂赋予载体填充物在底涂剂中的均匀分散，防止其沉淀，同时还可提升硅氧烷与金属/金属氧化物之间的高度浸润。本专利技术提供的底涂活性硅氧烷组合物作为聚氨酯胶与难粘金属表面的底涂界面过渡层具有牢固配位键合、优异界面化学键合、良好物理缠结和高效浸润性、原位键合增强以及长久高效的本体破坏性，可提升聚氨酯胶在难难粘结表面的长效、高稳定、高寿命、高抗本体破坏、高耐水泡的粘结效应，成本低、易于工业化生产及推广应用。应当理解的是，本专利技术的底涂活性硅氧烷组合物用于聚氨酯与常规的无机界面时，可取得同样的底涂效果。优选地，所述底涂活性硅氧烷组合物由如下质量分数的组分组成：氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物13份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，由如下质量份数的组分组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，由如下质量份数的组分组成：





2.根据权利要求1所述底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，由如下质量分数的组分组成：
氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物13份；
桥式脲基/氨酯基烷氧基硅烷5份；
马来酸酯基烷氧基硅烷5份；
丙烯酰氧烷基酯烷氧基硅烷5份；
载体填充物6份；
润湿分散剂2份；
溶剂64份。


3.根据权利要求1所述底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，所述氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物具有如式(I)所示结构：



其中，R1为C1～C4的烷基或芳基；R2为C1～C4的烷基、芳基或C1～C4的烷氧基；R3为C1～C4的烷基；a、b、c分别为0～5的正整数且0≤a+b+c≤20；X为环氧乙烷均聚低聚物或环氧乙烷与环氧丙烷共聚的低聚物。


4.根据权利要求1所述底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，所述氰基/巯基/聚醚基共聚型硅氧烷低聚物的均分子量Mn为400～2000。


5.根据权利要求1所述底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，所述桥式脲基/氨酯基烷氧基硅烷具有如式(III)所示结构：



其中，Q为六次亚甲基、甲苯基、异氟尔酮基或二苯基甲烷基；W为NH、S、O基；R为C1～C3的烷基；n为1、2或3。


6.根据权利要求1所述底涂活性硅氧烷组合物，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂妃，任绍志，
申请(专利权)人：广东普赛达密封粘胶有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44