可通过点击反应交联的多组分硅氧烷组合物制造技术

技术编号:4129929 阅读:239 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及多组分硅氧烷组合物(S),其可通过点击反应交联,并且在各个组分混合之后,硬化得到弹性体型材料,其包含至少一种化合物(A)或(B),至少一种化合物(B)或(C),和至少一种Cu催化剂(D),其中(A)是拥有至少两个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢;(B)是拥有至少两个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分,并同时拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢;(C)是拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可通过点击反应交联的多组分硅氧垸组合物,其在各个组 分混合之后固化得到弹性体型材料。
技术介绍
铂催化硅氢化,特别以及锡催化缩合是在室温下多组分硅氧垸组合物交联领域(RTV-2硅橡胶)中广泛应用的交联反应。这两种类型的反应使 得可以通过用合适的交联剂链接聚有机硅氧垸形成稳定的三维网络。所述 称作加成交联RTV-2体系的体系是基于烯基官能聚有机硅氧烷与SiH 官能低聚硅氧烷的(通常铂催化的)反应。所述称作縮合交联RTV-2体 系的体系是基于通过具有可水解基团的多官能硅烷例如四乙氧基硅烷或 四丙氧基硅烷或其縮合物在水的存在下,通常在锡催化下进行的Si-OH官 能聚硅氧烷的链接。这两个交联机制使得可以基于在标准条件下几乎定量 进行的反应简单地生产具有确定的网络结构的硫化橡胶。这里得到的弹性 体型材料的特征在于独特的性能。可提及的例如有高的热氧化稳定性、好 的低温柔韧性和化学惰性。除了这些优点之外,所述体系也有缺点与加成交联体系相比,缩合交联体系通过消除低分子量单元,通常是 短链醇例如甲醇或乙醇来形成网络。这些物质扩散出硫化橡胶不仅导致健 康和安全方面的问题,而且导致模制品的体积縮小(收縮)。而且,使用 的锡催化剂,通常是二烃基锡二羧酸酯,产生很难评估的健康和环境方面 的危险。另一方面,加成交联体系需要铂催化剂,所述铂催化剂通常被认 为具有增感性能并且导致高的原料成本。而且这些催化剂非常容易受到环 境中无处不在的化学化合物的抑制,所述化学化合物被称为催化剂毒物 (胺、硫醇)。这有时相当限制所述体系的实际应用。另外,在加成体系中 可能有一些过量比例的SiH官能交联剂,这导致硫化橡胶的后交联。在Pt200910165409.8 催化剂的存在下SiH官能相对于空气中的氧气的不稳定性导致向Si-OH基 团的转化,所述Si-OH基团然后与其它Si-OH基团反应消除水。由此导致 的压縮永久变形是加成体系的典型缺陷,其仅能通过退火来减轻,这 具有高的能量成本,或者通过添加特定的添加剂来减轻。这些缺点使得人们对使用替代的交联机制产生很高的兴趣,这是目前 研究的一个主题。然而,目前开发的工艺并没有提供任何显著的优势,有 时还导致其它缺陷。例如,具有高浓度的乙烯基的聚硅氧烷用硫或硫醇的 硫化导致对机械性能的损害。Si-H基团和Si-OH基团之间的去氢縮合作为 交联反应仅能用于生产薄层(涂层),因为产生大量的氢,这能使材料起泡 沫。辐射诱导的交联需要大剂量的辐射。标准条件下交联反应的效率被空 气中的氧气降低,并且发生不期望的副反应。长期以来都需要一种用于多组分硅橡胶的交联体系,所述多组分硅橡 胶在室温下固化得到弹性体型材料而没有上述那些缺点。令人惊奇的是, 已经发现末端炔烃与叠氮化物之间的Cu(I)催化的1,3-偶极[2+3]环加成(下 面将进行更详细的解释)(下面简单称为点击反应)非常适用于此目的。末端炔烃与叠氮化物之间的Cu(I)催化的1,3-偶极[2+3]环加成源于 Huisgen和Szeimies研究的该反应的非催化的热变型体[Huisgen, R.; Szeimies, G.; Moebius, L.; Chem. Ber. 1967, 100, 2494]。该反应使得可以在简 单条件下合成1,4-和1,5-双取代的芳族1,2,3-三唑。该反应的催化形式被 Sharpless发现于2002年,Sharpless认识到其有潜力成为一种在任何期望的 化学单元之间提供链接的高度有效的方法[Lewis, W. G.; Green, L. G.; Grynszpan, F.; Radic, Z.; Carlier, P. R.; Taylor, R; Finn, M. G.; Sharpless, B. K.; Angew.Chem., Int. Ed. 2002, 41,2596]。他在之前命名为点击化学的概 念下利用该反应合成生物活性物质和聚合物。Cu+离子的催化作用基于乙炔 铜的形成,乙炔铜比起始末端炔烃对叠氮化物显著更具反应性。结果是降 低活化能,或者在室温下增加反应速率107倍[Wang, Q.; Chan, T. R,; Hilgraf, R.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B.; Finn, M. G.; J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3192]。这里催化剂的作用是高度特定的,保持了这两个官能团(叠氮化物、 炔烃)在我们环境中正常的物理条件下相对于这些情况下产生的几乎所有 化学活性化合物的惰性。而且该反应几乎是不可逆的,特别是与Dids-Alder环加成相比。而且,所形成的三唑基团的特征是对热分解和大多数活性化学化合物例如氧化剂、还原剂以及酸和碱溶液的高度抵抗性。Lutz, Binder和Sachsenhofer对点击反应在高分子化学和材料科学领域中的应用作了简短回顾[Lutz, J.-F.; Angew, Chem. Int. Ed. Engl. 2007, 46,1018. Binder, W. H.; Sachsenhofer, R.; Macromol, Chem. Rapid. Commu. 2007,28, 15]。侈!j如,点击反应已经被用于生产聚三唑[Diaz, D, D.; Punna, S.; Holzer, P.;Mcpherson, A. K.; Sharpless, K. B.; Fokin, V. V.; Finn, M. G.; J. Polym. SciPart A: Polym. Chem. 2004, 42, 4392]、嵌段共聚物[Opsteen, J, A.; van Hest, J.C. M.; Chem. Commu. 2005, 57]、接枝嵌段共聚物[Parrish, B.; Breitenkamp, R.B.; Emrick, T.; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7404]、水凝胶[Ossipov, D. A.;Hilborn, J.; Macromolecules 2006, 39, 1709]以及树枝状大分子[Wu, P.;Feldman, A. K.; Nugent, A. K.; Hawker, C. J.; Scheel, A.; Voit, B.; Pyun, J. J.;Frechet, M J.; Sharpless, K. B.; Fokin, V. V.; Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43,3928. Malkock, M.; Schleicher, K.; Drocke歸uller, E.; Hawker, C. J.; Russell, T.R; Wu, R; Fokin, V. V; Macromolecules 2005, 38, 3663]。点击反应的应用的另一个实例是与高分子Si02结合[Rozkiewicz, D. I.;Janczewski, D.; Verboom, W.; Ravoo, B. J.; Reinhoudt, D. N.; Angew. Chem.Int. Ed. 2006本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多组分硅氧烷组合物(S),其可通过点击反应交联,并且在各个组分混合之后,硬化得到弹性体型材料,其包含 -至少一种化合物(A)或(B), -至少一种化合物(B)或(C),和 -至少一种Cu催化剂(D), 其中 (A)是拥有至少两 个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢; (B)是拥有至少两个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分,并同时拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢;   (C)是拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物; 条件是一个组分不同时包含(B)组和(D)组的化合物,或不同时包含(A)、(C)和(D),并且所用的选自(A)、(B)和(C)中的至少一种化合物是有机硅化合物。

【技术特征摘要】
DE 2008-7-31 102008040886.71.一种多组分硅氧烷组合物(S),其可通过点击反应交联,并且在各个组分混合之后,硬化得到弹性体型材料,其包含-至少一种化合物(A)或(B),-至少一种化合物(B)或(C),和-至少一种Cu催化剂(D),其中(A)是拥有至少两个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢;(B)是拥有至少两个具有末端脂肪族碳碳叄键的部分,并同时拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物,所述碳碳叄键具有末端键合氢;(C)是拥有至少两个具有碳键合叠氮基团的部分的有机化合物或有机硅化合物;条件是一个组分不同时包含(B)组和(D)组的化合物,或不同时包含(A)、(C)和(D),并且所用的选自(A)、(B)和(C)中的至少一种化合物是有机硅化合物。2.权利要求1所述的硅氧垸组合物(S),其中使用由通式(I)的单元 组成的有机聚硅氧烷作为有机硅化合物(A):<formula>formula see original document page 2</formula>其中R是不含脂肪族碳碳叁键的有机或无机部分,W是取代或未取代的SiC键合的单价烃部分,其具有至少一个脂肪族 末端碳碳叁键,a是0、 1、 2或3,以及b是O、 1、 2或3, 条件是a+b之和小于或等于3,且每个分子中存在至少两个R1部分。3. 权利要求1或2所述的硅氧垸组合物(S),其中所述化合物(C) 是具有6-50个碳原子的不含硅的烃,其可各自含有选自N、 0、 S和P的杂 原子,并且带有至少两个碳键合叠氮基团。4. 权利要求1或2所述的硅氧烷组合物(S),其中使用由通式(VIII) 的单元组成的线型、环状或支链有机聚硅氧垸作为有机聚硅氧烷(C),<formula>formula see original document page 3</formula>其中R'如权利要求2中对R所定义,R为...

【专利技术属性】
技术研发人员:S里特F西格胡博
申请(专利权)人:瓦克化学股份公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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