具有高硅氧烷含量和高固体含量的包含有机硅共聚物的固体的溶液、其制备方法和用途技术

技术编号:5417345 阅读:213 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及固体含量>30重量%的以其高固体含量溶液形式的具有≥25重量%硅含量的高硅含量的有机硅共聚物,其可使用如下自由基引发的溶液聚合获得:a)20重量%至75重量%的一种或多种烯键式不饱和单体,和b)25重量%至80重量%的一种或多种具有通式R↓[a]↑[1]R↓[3-a]SiO(SiR↓[2]O)↓[n]SiR↓[3-a]R↓[a]↑[1]的硅氧烷,其中R相同或不同,并且指具有1至18个碳原子的一价的、可能取代的烷基或烷氧基,R↑[1]指可聚合基团,a为0或1,且n=10至1000,其中85至100重量%的硅氧烷b)含有1个或2个可聚合基团,其中使用仅在与具有2个可聚合基团的硅氧烷b)的混合物中且其重量比为<50/50的仅具有1个可聚合基团的硅氧烷b),其中组分a)至b)的重量%表示参照所用单体的全部重量并且合计达100重量%,其特征在于聚合在溶剂或溶剂混合物中进行,其中硅氧烷b)包含在通常条件下低于5重量%的溶解度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高硅氧烷含量和高固体含量的包含有机硅共聚物 的固体的溶液、其制备方法和用途本专利技术涉及以其高固体含量溶液形式的高硅氧烷含量有机硅氧烷 共聚物,也涉及其利用自由基溶液聚合的制备,及其用途。发现聚硅氧烷和有机硅氧烷共聚物在各种应用领域具有用途,例 如,在织物整理中、在塑料加工中、或在造纸和纺织生产中作为油漆、 清漆、粘合剂和化妆品的添加剂。有机硅氧烷共聚物,例如,通过在有机溶剂中的自由基聚合或在 水分散体中通过乳液聚合或悬浮聚合而获得。由于反应物的差的相容性,特别是在高于25重量%的硅氧烷部分下,在由烯烃单体和硅氧烷 制备有机硅氧烷共聚物的过程中的聚合伴随着源于相分离或凝胶化的 问题,这导致有机硅氧垸共聚物的浑浊。特别是当固体含量在聚合过 程中增加时,这些问题会发生。例如在DE 4240108 Al中描述了使用甲苯、二甲苯,和乙酸丁酯 作为溶剂的自由基溶液聚合。在自由基可聚合的单体的聚合过程中, 聚硅氧烷嵌入聚合物基体中。聚合物基体的交联和聚硅氧垸的交联在 应用阶段仅在加入另外的组分之后发生。在交联之前,可能有有机硅 氧烷共聚物组分的凝胶化和相分离。WO 03/085035 Al描述了使用包含至少两种非水溶剂的溶剂混合 物的自由基溶液聚合的方法。也描述了具有高固体含量的高硅氧烷含 量的有机硅氧烷共聚物的溶液。这通过使用非常特定的溶剂混合物实 现。然而,特别公开的所有具有高于30%的固体含量的聚合物组合物 均表现相分离、凝胶化和/或交联。此外,由于溶剂混合物要求昂贵和 不便的蒸馏分离以再循环分别的溶剂组分,所以对于工艺工程而言, 溶剂混合物的使用是不利的。在此背景下,本专利技术的目的是提供以其高固体含量溶液形式的高 度透明、高硅氧烷含量的有机硅氧烷共聚物,及其经济有效的制备方 法。本专利技术提供了具有固体含量高于30重量%的以其高固体溶液形式 的具有S5重量%硅氧垸含量的高硅氧垸含量的有机硅氧垸共聚物,其 可通过如下的自由基引发的溶液聚合获得a) 20重量%至75重量%的一种或多种烯键式不饱和单体,和b) 25重量%至80重量%的 一 种或多种具有通式R、R3.aSiO(SiR20)nSiR3.aR、的硅氧垸,其中每个R相同或不同,并且为在每种情况下具有1至18个碳原子的一价的、任选取代的烷基或烷氧 基,R'为可聚合基团,a为0或l,且11=10至1000,85重量%至100重量%的硅氧烷b)含有1至2个可聚合基团,且 仅具有1个可聚合基团的硅氧垸b)仅用在与具有2个可聚合基团的硅 氧烷b)的混合物中,其重量比为<50/50,组分a)至b)的以重量%计的量在每种情况下以所用单体的总重 量计,并且合计达100重量%,其特征在于聚合在溶剂或溶剂混合物中进行,其中硅氧垸b)具有 在标准条件下低于5重量%的溶解度。所述溶剂或溶剂混合物中的溶剂的特征在于它们对于硅氧烷b)为 非溶剂并对于单体a)为溶剂。在根据DIN50014的标准条件(23/50) 下,硅氧烷b)在其中溶解小于5重量%,且单体a)在其中溶解大于 5重量%。—优选溶剂为异丙醇。也优选由异丙醇和一种或多种选自具有1至6 个碳原子的醇的溶剂组成的溶剂混合物。特别优选的溶剂混合物为异 丙醇和乙醇或异丙醇和丙醇。获得的高硅氧垸含量的有机硅氧烷共聚物的溶液优选具有30%至 90%的固体含量,更优选具有40%至90%的固体含量,且非常优选具 有40%至75%的固体含量。优选的烯键式不饱和单体a)为具有1至15个碳原子的未分枝或分枝的烷基羧酸的乙烯酯或者丙烯酸或(甲基)丙烯酸与具有1至15 个碳原子的未分枝或分枝的醇的酯。优选的作为不饱和单体a)的丙烯酸或(甲基)丙烯酸的酯为丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙 酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸正、异和叔丁酯、甲基丙烯酸正、异和叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸降冰片烯酯。特别优选丙烯酸甲 酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正、异和叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸降冰片烯酯。优选的作为单体a)的乙烯酯为乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙 烯酯、2-乙基己酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、乙酸1-甲基乙烯酯、三甲 基乙酸乙烯酯、和具有5至11个碳原子的oc-分枝的单羧酸的乙烯酯, 例如VeoVa9R或VeoValOR (Resolution公司的商标名,具有9或10个 碳原子的a-分枝的单羧酸的乙烯酯)。特别优选乙酸乙烯酯、月桂酸乙 烯酯,和VeoVa。合适的共聚单体为乙烯、丙烯、1,3-丁二烯和异戊二 烯。优选乙烯。如需要,也可能共聚以所用单体的总重量计0.1重量%至20重量 %的辅助单体。辅助单体的例子为丙烯酸和甲基丙烯酸和来自丙烯酸或 甲基丙烯酸的酯的单体,如具有1至15个碳原子的未分枝或分枝的醇 的酯。优选的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲 酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、 丙烯酸正、异和叔丁酯、甲基丙烯酸正、异和叔丁酯、丙烯酸2-乙基 己酯、丙烯酸降冰片烯酯。特别优选丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸正、异和叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸降冰片烯酯。另 外的辅助单体也为烯键式不饱和单羧酸,如巴豆酸,和烯键式不饱和 二羧酸,如富马酸和马来酸;烯键式不饱和羧酰胺和腈,优选丙烯酰 胺和丙烯腈;富马酸和马来酸的单酯和二酯,如二乙酯和二异丙酯, 以及马来酸酐。进一步的例子为预交联的共聚单体,如聚烯键式不饱 和共聚单体,例子为己二酸二乙烯酯、马来酸二烯丙酯、甲基丙烯酸 烯丙酯、二丙烯酸丁二酯或氰尿酸三烯丙酯,或后交联共聚单体,例 子为丙烯酰胺羟基乙酸(AGA)、甲基丙烯酰胺羟基乙酸甲酯 (MAGNE)、 N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基氨基甲酸烯丙酯、如异丁氧基醚的烷基醚或N-羟甲基甲基丙烯酰胺的酯和N-羟甲基氨基甲 酸烯丙酯的酯。通式R、R3—aSiO(SiR20)nSiR3—JR、的基团R的例子为甲基、乙基、 正丙基、异丙基、l-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、如正己基的己基、如正庚基的庚基、如正辛基和异辛基(如2,2,4-三甲基戊基)的辛基、如正壬基的壬基、如正癸基的癸基、如正十二垸基的十二烷基,和如正十八烷基的十八烷基、如环戊基、环己基、环庚基的环垸基,和甲基环己基。R基团优选为 具有1至6个碳原子的一价烃基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、 正丁基、仲丁基、戊基和己基,特别优选甲基。优选的垸氧基R为具有1至6个碳原子的那些,如甲氧基、乙氧 基、丙氧基和正丁氧基,如需要,所述烷氧基R也可被如氧化乙烯基 或氧化亚甲基的氧化烯基取代。特别优选甲氧基和乙氧基。当合适时, 所述的烷基和烷氧基R也可被,例如卤素、巯基、环氧官能团、羧基、 酮基、烯胺基、氨基、氨基乙基氨基、异氰酸基、芳氧基、烷氧基甲 硅垸基、和羟基取代。合适的可聚合基团R1为具有2至8个碳原子的链烯基。这种可聚 合基团的例子为乙烯基、烯丙基、丁烯基、以及丙烯酰氧烷基和甲基 丙烯酰氧烷基,所述烷基含有1至4个碳原子。优选乙烯基、3-甲基丙 烯酰氧丙基、丙烯酰氧甲基和3-丙烯酰氧丙基。优选的硅氧垸b)为链长为10至1000,优选为20至500个SiR20 单本文档来自技高网...

【技术保护点】
固体含量高于30重量%的以其高固体溶液形式的具有≥25重量%硅氧烷含量的一种高硅氧烷含量的有机硅氧烷共聚物,其通过如下的自由基引发的溶液聚合获得: a)20重量%至75重量%的一种或多种烯键式不饱和单体,和 b)25重量%至80重量%的一种或多种具有通式R↑[1]↓[a]R↓[3-a]SiO(SiR↓[2]O)↓[n]SiR↓[3-a]R↑[1]↓[a]的硅氧烷,其中每个R相同或不同,并且为在每种情况下具有1至18个碳原子的一价的、任选取代的烷基或烷氧基,R1为可聚合基团,a为0或1,且n=10至1000,85重量%至100重量%的硅氧烷b)含有1至2个可聚合基团,且仅具有1个可聚合基团的硅氧烷b)仅用在与具有2个可聚合基团的硅氧烷b)的混合物中,其重量比为<50/50, 组分a)至b)的以重量%计的量在每种情况下以所用单体的总重量计,并且合计达100重量%, 其特征在于聚合在溶剂或溶剂混合物中进行,其中硅氧烷b)具有在标准条件下低于5重量%的溶解度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A哈希姆扎德
申请(专利权)人:瓦克化学有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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