含硅烷基团的聚合物制造技术

本发明专利技术涉及含硅烷基团的聚合物，其由以下物质按照化学计量比为每摩尔当量的异氰酸酯基团至少1摩尔的氨基硅烷、巯基硅烷或羟基硅烷的比例的反应得到：(i)含异氰酸酯基团且NCO含量为0.3wt％

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含硅烷基团的聚合物


[0001]本专利技术涉及含硅烷基团的聚合物及其在可固化组合物，尤其是湿 固化粘合剂、密封剂或涂料中的用途。
现有技术
[0002]含有硅烷基的聚合物，也称为硅烷官能的或硅烷封端的聚合物， 已知作为湿固化粘合剂、密封剂或涂料的成分。
[0003]已知有各种制备含硅烷基团的聚合物的途径。一方面，存在所谓 的MS聚合物，其通过烯丙基醚封端的聚醚多元醇的氢化硅烷化获得； 另一方面还有所谓的SPUR聚合物，其由异氰酸基硅烷与聚醚多元醇的 反应获得；最后，还有来自氨基硅烷或羟基硅烷与来自聚醚多元醇和 单体二异氰酸酯反应的含异氰酸酯基团的聚合物反应的含硅烷基团的 聚合物。
[0004]后者在机械性能方面，特别是良好的强度与高延展性方面是最令 人感兴趣的。用作其制备的起始材料的含异氰酸酯基团的聚合物通过 使单体二异氰酸酯和聚醚二醇以约2/1的NCO/OH比反应来制备，例如 在US 6,545,087或US 9,790,315中所述那样。它们含有相当大量的 单体二异氰酸酯和其中两个或更多个聚醚二醇通过单体二异氰酸酯连 接的扩链聚合物。由于这些副反应成分，由此获得的含硅烷基团的聚 合物具有高粘度，因此它们通常必须用相当大量的增塑剂稀释，以便 在室温下充分自由流动，并因此被有效地处理。然而，由此使得湿固 化粘合剂、密封剂或涂料配制的自由度在其增塑剂含量方面受到限制。 特别是对于多孔基材的密封和塑料的粘合，需要具有非常低的增塑剂 含量的密封剂和粘合剂，以免增塑剂迁移对基材造成任何损害。此外， 这些已知的含硅烷基团的聚合物在固化速率、强度和热稳定性方面仍 需要改进。
[0005]EP 1237967、US 6884904或EP 1553118中描述了含异氰酸酯基 团的聚合物，其中单体二异氰酸酯与聚醚多元醇以远高于2/1的 NCO/OH比反应，然后蒸馏出未转化的单体二异氰酸酯。这产生了关于 所得含异氰酸酯基团的聚合物的粘度和EHS分类的优势。
[0006]专利技术概述
[0007]本专利技术的目的是提供含硅烷基团的聚合物，其即使不用增塑剂或 溶剂稀释，也可在室温下有效处理，并能够实现更快固化和/或更高 强度，同时具有良好的延展性和弹性和/或改进的热稳定性。
[0008]该目的通过权利要求1所请求保护的含硅烷基团的聚合物来实现。 它由含异氰酸酯基团的聚合物与氨基硅烷、巯基硅烷或羟基硅烷以相 对于异氰酸酯基团的化学计量比至少1/1的比例反应得到，所述含异 氰酸酯基团的聚合物预先通过使单体二异氰酸酯与聚醚多元醇以至少 3/1的NCO/OH比反应，并随后除去大部分未转化的单体二异氰酸酯而 得到。本专利技术的含硅烷基团的聚合物不含异氰酸酯基团，并且几乎不 含单体二异氰酸酯的任何硅烷加合物，并且仅含有极少量扩链的聚合 物组分。因此，它在室温下具有特别低的粘度，并能使湿固化组合物 具有非常好的加工性。令人惊奇的是，本专利技术的聚合物显示出特
别快 速的固化，并且有时候还显示出特别高的强度(拉伸强度和/或弹性模 量和/或肖氏硬度)。本专利技术的聚合物可用于生产特别储存稳定且可非 常有效加工的密封剂、粘合剂或涂料，其具有极低含量或完全不含增 塑剂或溶剂，如从传统的基于含异氰酸酯基团的聚合物的含硅烷基团 的聚合物无法获得的那些。用本专利技术的聚合物获得的产品即使在固化 后也令人惊讶地具有有利的性能，例如特别是改进的热稳定性和/或 特别高的强度以及特别高的延展性。
[0009]本专利技术的其它方面是其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优 选的实施例是从属权利要求的主题。
[0010]专利技术详述
[0011]本专利技术提供了一种含硅烷基团的聚合物，其由以下物质按照化学 计量比为每摩尔当量的异氰酸酯基团至少1摩尔的氨基硅烷、巯基硅 烷或羟基硅烷的比例的反应得到
[0012](i)含异氰酸酯基团且NCO含量为0.3wt％
‑
4wt％且单体二异氰酸 酯含量不超过0.3wt％的聚合物，其由至少一种单体二异氰酸酯与至 少一种聚醚多元醇以至少3/1的NCO/OH摩尔比反应，并随后通过合适 的分离方法除去大部分未转化的单体二异氰酸酯而获得，和
[0013](ii)至少一种氨基硅烷、巯基硅烷或羟基硅烷。
[0014]“单体二异氰酸酯”是指具有两个被具有4至15个碳原子的二价 烃基隔开的异氰酸酯基团的有机化合物。
[0015]“NCO含量”是指异氰酸酯基团的含量(以重量％计)。
[0016]“有机硅烷”或简称“硅烷”为具有至少一个硅烷基团的有机化 合物。
[0017]“烷氧基硅烷基团”或简称“硅烷基团”为键合有有机基团的甲 硅烷基基团，其在硅原子上具有一至三个，尤其是两个或三个可水解 的烷氧基。
[0018]“氨基硅烷”、“巯基硅烷”或“羟基硅烷”分别是指在有机基 团上除了硅烷基团之外还具有氨基、巯基或羟基的有机硅烷。
[0019]“分子量”是指分子或分子残基的摩尔质量(克/摩尔)。“平均分 子量”是指低聚物或聚合物分子或分子残基的多分散混合物的数均分 子量(M
n
)。其是通过凝胶渗透色谱法(GPC)以聚苯乙烯为标样测定的。
[0020]与反应性基团有关的术语“摩尔比”涉及相应反应性基团的摩尔 当量数的比率。
[0021]在每种情况下，式中的虚线表示取代基和所属分子基团之间的键。
[0022]“增塑剂”是指在固化过程中不化学结合到聚合物中并且对固化 的聚合物施加增塑作用的非挥发性物质。
[0023]当物质或组合物可以在室温下在合适的容器中储存较长的时间， 通常至少3个月至6个月或更长时间，而这种储存不会导致其应用性 能或使用性能发生与其使用相关程度的任何变化时，该物质或组合物 被称为“储存稳定的”或“可储存的”。
[0024]“室温”指23℃的温度。
[0025]在该文献中提到的所有工业标准和规范涉及在首次提交的时刻有 效的版本。
[0026]除非另有说明，否则重量百分比(重量％)，缩写为wt％，是指基 于总组合物或总分子计的组合物或分子的组成成分的质量比例。术语
ꢀ“
质量”和“重量”在本文中同义地使用。
[0027]本专利技术的含硅烷基团的聚合物不含异氰酸酯基团。
[0028]它是特别是在室温下是液态的并具有低粘度。特别是，即使不用 增塑剂或溶剂稀释，其在室温下也能有效地处理。
[0029]含硅烷基团的聚合物优选基本上不含增塑剂和溶剂。特别地，其 含有小于1重量％的增塑剂。当用于可固化组合物中时，对于组合物 是否含有、含有多少增塑剂和含有哪种增塑剂，这种聚合物能实现完 全的自由度。
[0030]含硅烷基团的聚合物优选具有式(I)的硅烷基团
[0031][0032]其中
[0033]b是0、1或2，尤其是0或1，
[0034]R1是任选含有醚基并具有1
‑
10个碳原子的烷基，
[0035]R2是具有1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.含硅烷基团的聚合物，由以下物质按照化学计量比为每摩尔当量的异氰酸酯基团至少1摩尔的氨基硅烷、巯基硅烷或羟基硅烷的比例的反应得到：(i)含异氰酸酯基团且NCO含量为0.3wt％
‑
4wt％且单体二异氰酸酯含量不超过0.3wt％的聚合物，其由至少一种单体二异氰酸酯与至少一种聚醚多元醇以至少3/1的NCO/OH摩尔比反应，并随后通过合适的分离方法除去大部分未转化的单体二异氰酸酯而获得，和(ii)至少一种氨基硅烷、巯基硅烷或羟基硅烷。2.如权利要求1所述的含硅烷基团的聚合物，特征在于其具有式(I)的硅烷基团其中b为0、1或2，尤其是0或1，R1为任选含醚基并具有1
‑
10个碳原子的烷基，R2为具有1
‑
12个碳原子的二价烃基，其任选具有环状和/或芳族部分和任选的一个或多个杂原子，尤其是酰氨基、氨基甲酸酯基或吗啉基，和X为O、S或NR3，其中R3为H或具有1
‑
20个碳原子的一价烃基，其任选具有烷氧基甲硅烷基、醚基或羧酸酯基团形式的杂原子。3.如权利要求1或2任一项所述的含硅烷基团的聚合物，特征在于其每分子具有平均1.3
‑
4个，更优选1.5
‑
3.5个，尤其是1.7
‑
3.5个硅烷基团。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的含硅烷基团的聚合物，特征在于单体二异氰酸酯选自4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯，其任选含有2,4'
‑
和/或2,2'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯部分，2,4
‑
甲苯二异氰酸酯，2,4
‑
甲苯二异氰酸酯与2,6
‑
甲苯二异氰酸酯的混合物，己烷
‑
1,6
‑
二异氰酸酯和1
‑
异氰酸根合
‑
3,3,5
‑
三甲基
‑5‑
异氰酸根合甲基环己烷。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的含硅烷基团的聚合物，其特征在于，单体二异氰酸酯是4,4...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：