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CN103459027A - 包含膦酸酯催化剂的组合物以及制备和使用组合物的方法 - Google Patents

包含膦酸酯催化剂的组合物以及制备和使用组合物的方法 Download PDF

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CN103459027A
CN103459027A CN2012800157045A CN201280015704A CN103459027A CN 103459027 A CN103459027 A CN 103459027A CN 2012800157045 A CN2012800157045 A CN 2012800157045A CN 201280015704 A CN201280015704 A CN 201280015704A CN 103459027 A CN103459027 A CN 103459027A
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CN
China
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composition
independently
group
acid
methyl
Prior art date
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Pending
Application number
CN2012800157045A
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English (en)
Inventor
西蒙·库克
杰拉尔丁·杜兰德
托马斯·伊斯顿
维多利亚·詹姆斯
S·奥海尔
A·瑟格诺
R·泰勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones Corp
Original Assignee
Dow Corning Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明公开了一种组合物,所述组合物能够通过缩合反应固化。所述组合物使用膦酸酯缩合反应催化剂。所述膦酸酯用于替代常规的锡催化剂。所述组合物可以反应形成树胶、凝胶或橡胶。

Description

包含膦酸酯催化剂的组合物以及制备和使用组合物的方法
相关应用的交叉参考和关于联邦资助研究的声明
无。
技术领域
缩合反应可固化组合物包含新型膦酸酯催化剂。该组合物可在不存在常规催化剂,例如有机锡催化剂的情况下固化。
背景技术
锡化合物可用作多种聚有机硅氧烷组合物的缩合固化的催化剂,所述聚有机硅氧烷组合物包括粘合剂、密封剂、低渗透性产品例如可用于绝缘玻璃应用的那些产品、涂料和硅氧烷弹性体乳胶。
用于缩合反应催化的有机锡化合物为其中锡的化合价为+4或+2的那些化合物,即锡(IV)化合物或锡(II)化合物。锡(IV)化合物的例子包括羧酸的正锡盐,例如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、二月桂酸二甲基锡、双酮二-(正丁基)锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酰丙酮酸二丁基锡、二丁基二甲氧基锡、三辛二酸甲氧羰基苯基锡、二辛酸二丁基锡、二甲酸二丁基锡、三蜡酸异丁基锡、二丁酸二甲基锡、二新癸酸二甲基锡(DMDTN)、二新癸酸二丁基锡、酒石酸三乙基锡、二苯甲酸二丁基锡、三-2-乙基己酸丁基锡、二乙酸二辛基锡、辛酸锡、二辛酸二丁基锡、油酸锡、丁酸锡、环烷酸锡、二甲基二氯化锡,它们的组合,和/或它们的部分水解产物。锡(IV)化合物是本领域已知的,并且可商购获得,例如得自欧洲瑞士的Acima特殊化学品公司(Acima Specialty Chemicals(陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的一个业务部门)的
Figure BDA00003885744600011
740和
Figure BDA00003885744600012
4202。锡(II)化合物的例子包括有机羧酸的锡(II)盐,例如二乙酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二乙基己酸锡(II)、二月桂酸锡(II),羧酸的亚锡盐,例如辛酸亚锡、油酸亚锡、乙酸亚锡、月桂酸亚锡、硬脂酸亚锡、环烷酸亚锡、己酸亚锡、琥珀酸亚锡、辛酸亚锡及其组合。
REACH(Registration,Evaluation,Authorization and Restriction ofChemical(《关于化学品注册、评估、许可和限制法案》))是欧盟法规,旨在帮助保护人类健康和环境,并且提高整个化学工业的能力和竞争力。由于该法规,用于多种缩合反应可固化聚有机硅氧烷产品例如密封剂和涂料的基于锡的催化剂将被逐步淘汰。因此,存在替换缩合反应可固化组合物中的常规锡催化剂的行业需要。
发明内容
一种能够通过缩合反应来反应的组合物包含:
(A)膦酸酯缩合反应催化剂,和
(B)原料聚合物。
成分(A)能够催化组合物的缩合反应。
具体实施方式
术语的定义和用法
除非另外指明,否则所有数量、比率和百分比均按重量计。除非本说明书的上下文另外指明,否则词语“一个”、“一种”和“所述”各指一个(一种)或多个(多种)。范围的公开内容包括范围本身以及其中所包含的任何值以及端点。例如,范围2.0至4.0的公开内容不仅包括范围2.0至4.0,而且还单独地包括2.1、2.3、3.4、3.5和4.0以及该范围中所包含的任何其他数字。此外,例如2.0至4.0的范围的公开内容包括子集例如2.1至3.5、2.3至3.4、2.6至3.7以及3.8至4.0以及该范围中所包含的任何其他子集。类似地,马库什群组(Markush group)的公开内容包括整个群组以及任何单独成员及其中所包含的子群。例如,马库什群组氢原子、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基的公开内容包括单独的成员烷基;烷基和芳基子群;以及其中所包含的任何其他单独成员和子群。
“不含”意指组合物包含非可检测量的成分,或与省略该成分的相同组合物相比,组合物包含的成分的量不足以改变通过参考实例2中的方法测量的消粘时间。例如,本文所述的组合物可以不含锡催化剂。“不含锡催化剂”意指组合物包含非可检测量的能够催化与组合物中其他成分上的可水解基团的缩合反应的锡催化剂,或与省略锡催化剂的相同组合物相比,组合物包含的锡催化剂的量不足以改变通过参考实例2中的方法测量的消粘时间。组合物可以不含钛催化剂。“不含钛催化剂”意指组合物包含非可检测量的能够催化与组合物中其他成分上的可水解基团的缩合反应的钛催化剂,或与省略钛催化剂的相同组合物相比,组合物包含的钛催化剂的量不足以改变通过参考实例2中的方法测量的消粘时间。或者,本文所述的组合物可以不含金属缩合反应催化剂。“不含金属缩合反应催化剂”意指组合物包含非可检测量的元素周期表的3A、4A、5A或4B族金属的化合物,该化合物能够催化缩合反应,例如Al、Bi、Sn、Ti和/或Zr的化合物;或与省略金属缩合反应催化剂的相同组合物相比,此类金属缩合反应催化剂的量不足以改变通过参考实例2中的方法测量的消粘时间。
“非官能化”意指成分,如聚有机硅氧烷不参与缩合反应。
这些缩写的定义如下。缩写“cP”是指厘泊。“DP”是指聚合物的聚合度。“FTIR”是指傅立叶变换红外分光光度法。“GPC”是指凝胶渗透色谱法。“Mn”是指聚合物的数均分子量。Mn可以使用GPC测量。“Mw”是指聚合物的重均分子量。“NMR”是指核磁共振。
组合物
一种能够通过缩合反应(组合物)来反应的组合物包含:
(A)膦酸酯缩合反应催化剂,和
(B)平均每分子具有一个或多个可水解取代基的原料聚合物。该组合物可以任选地还包含一种或多种附加成分。该一种或多种附加成分可以不同于成分(A)和(B)。合适的附加成分示例为:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)增量剂、增塑剂、或其组合;(F)填料;(G)填料处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)链增长剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘结剂;(O)抗老化添加剂;(P)水释放剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)溶剂;(T)增粘剂;及其组合。
成分(A)膦酸酯缩合反应催化剂
成分(A)包括膦酸酯。膦酸酯可以包含单体膦酸酯、聚合膦酸酯,或其组合。膦酸酯可以包含有机基膦酸酯、甲硅烷基膦酸酯,或其组合。
膦酸酯可以具有平均通式(i):
其中
每个A1独立地为单价烃基;
每个A2独立地选自氢原子、单价有机基团、式–SiA3 3的甲硅烷基,其中每个A3独立地为单价烃基或硅氧烷基团;并且
下标a的值为0或更大。
或者,在上式(i)中,每个基团A1独立地为单价烃基;并且每个A2独立地为氢原子、单价烃基,或甲硅烷基。A1、A2和A3的单价烃基的例子包括但不限于烷基,例如甲基、乙基、丙基、戊基、己基、庚基、乙基己基、辛基、癸基、十二烷基、十一烷基和十八烷基;烯基,例如乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基;环烷基,例如环戊基和环己基;芳基,例如苯基、甲苯基和二甲苯基;烷芳基,例如苄基;以及芳烷基,例如2-苯乙基。下标a的值可为0至50,或者0至20。或者,当成分(A)为单体膦酸酯时,下标a的值为0。或者,每个A1独立地为1至8个碳原子的烷基,或1至8个碳原子的烯基;并且每个A2独立地为氢原子、1至4个碳原子的烷基,或甲硅烷基,其中每个A3独立地为1至4个碳原子的烷基。A1和A2和A3的合适烷基的例子为甲基、乙基、丙基、丁基、己基、乙基己基和辛基。或者,每个A1和每个A3可以独立地选自甲基、乙烯基和辛基。或者,每个A2可以独立地选自氢原子或甲硅烷基。或者,每个A2可以独立地选自氢原子或有机基团。或者,每个A2可以独立地选自氢原子或单价烃基,例如烷基或烯基;或者烷基。本领域的技术人员将认识到平均式(i)可表示物质的平衡混合物,其中所存在的式(i)分子中的至少一些包含甲硅烷基,而一些式(i)分子不包含甲硅烷基。
成分(A)可以包含二乙烯基-二膦酸、乙烯基膦酸、乙烯基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、三甲基甲硅烷基乙烯基膦酸、乙烯基膦酸双(二甲基乙烯基甲硅烷基)酯、二甲基乙烯基甲硅烷基乙烯基膦酸、甲基膦酸二甲酯、辛基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、辛基膦酸三甲基甲硅烷基酯和辛基膦酸,或其组合。或者,成分(A)可以包含辛基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、辛基膦酸三甲基甲硅烷基酯和辛基膦酸的混合物。膦酸酯可商购获得。例如,DOW
Figure BDA00003885744600051
4-6085是包含单体甲硅烷基膦酸酯和单体有机基膦酸酯物质的混合物;DOW
Figure BDA00003885744600052
4-6025是包含单体和聚合膦酸酯物质的混合物;并且DOW
Figure BDA00003885744600053
4-6035也是可商购获得的膦酸酯。这些膦酸酯均可得自美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,Michigan,U.S.A.))。甲基膦酸二甲酯也可商购获得。
组合物可以包含单一一种膦酸酯缩合反应催化剂。或者,组合物可以包含两种或多种上文描述为成分(A)的膦酸酯缩合反应催化剂,其中该两种或多种膦酸酯缩合反应催化剂在至少一个特性上有差异,所述特性例如结构、粘度、分子量、以及A1、A2和A3的定义。组合物可以不含锡催化剂。组合物可以不含钛催化剂。或者,组合物可以不含金属缩合反应催化剂。或者,除本文定义为成分(A)的膦酸酯缩合反应催化剂之外,组合物可以不含任何会催化成分(B)上的可水解基团的缩合反应的膦酸酯。或者,除本文定义为成分(A)的膦酸酯缩合反应催化剂之外,组合物可以不含任何会催化成分(B)上的可水解基团的缩合反应的成分。
成分(B)原料聚合物
成分(B)是一种原料聚合物。成分(B)包括聚合物主链,该聚合物主链平均每分子具有一个或多个共价键合于其上的可水解取代基。或者,该一个或多个可水解取代基为甲硅烷基可水解取代基。聚合物主链可以选自聚有机硅氧烷如聚二有机硅氧烷、有机聚合物主链、或有机硅-有机共聚物主链。或者,成分(B)的聚合物主链可以是聚有机硅氧烷主链,或有机主链。或者,成分(B)的聚合物主链可以是聚有机硅氧烷主链。可水解取代基示例为:卤素原子;酰胺基,例如乙酰胺基、苯甲酰胺基、或甲基乙酰胺基;酰氧基,例如乙酰氧基;烃氧基,例如烷氧基或烯氧基;氨基;氨氧基;羟基;巯基;肟基;酮肟基;烷氧基甲硅烷基亚烃基;或者它们的组合。或者,成分(B)可以平均每分子具有两个或更多个可水解取代基。成分(B)中的可水解取代基可以位于聚合物主链上的末端位置、侧面位置或者末端位置和侧面位置二者。或者,成分(B)中的可水解取代基可以位于聚合物主链上的一个或多个末端位置。成分(B)可以包含直链、支链、环状、或树脂质(resinous)结构。或者,成分(B)可以包含直链、支链或环状结构。或者,成分(B)可以包含直链或支链结构。或者,成分(B)可以包含直链结构。或者,成分(B)可以包含直链结构和树脂质结构。成分(B)可以包含均聚物或共聚物或其组合。
成分(B)可以具有包含于式(ii)的基团中的可水解取代基:
Figure BDA00003885744600061
其中每个D独立地表示氧原子、二价有机基团、有机硅有机基团,或二价烃基和二价硅氧烷基团的组合;每个X独立地表示可水解取代基;每个R独立地表示单价烃基;下标c表示0、1、2或3;下标a表示0、1或2;并且下标b的值为0或更大,前提条件是(a+c)的和至少为1,使得该式中平均存在至少一个X。或者,下标b的值可以为0至18。
或者,每个D可以独立地选自氧原子和二价烃基。或者,每个D可以是氧原子。或者,每个D可以是二价烃基,其示例为亚烷基,例如亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚己基;亚芳基,例如亚苯基,或烷基亚芳基,例如:
Figure BDA00003885744600062
或者,D的一种情形可以是氧原子,而D的另一不同情形是二价烃基。
或者,每个X可以选自烷氧基;烯氧基;酰胺基,例如乙酰胺基、甲基乙酰胺基、或苯甲酰胺基;酰氧基,例如乙酰氧基;氨基;氨氧基;羟基;巯基;肟基;酮肟基;以及卤素原子。或者,每个X可以选自烷氧基、酰胺基、酰氧基、氨基、羟基和肟基。
或者,上式中的每个R可以独立地选自1至20个碳原子的烷基、6至20个碳原子的芳基和7至20个碳原子的芳烷基。
或者,下标b可以是0。
成分(B)所包含的上式(ii)描述的基团的量,可以占原料聚合物的0.2摩尔%至10摩尔%、或者0.5摩尔%至5摩尔%、或者0.5摩尔%至2.0摩尔%、或者0.5摩尔%至1.5摩尔%、或者0.6摩尔%至1.2摩尔%。
成分(B)可以具有直链结构的聚有机硅氧烷主链,即聚二有机硅氧烷主链。当成分(B)具有聚二有机硅氧烷主链时,成分(B)可以包含烷氧基封端的聚二有机硅氧烷、烷氧基甲硅烷基亚烃基封端的聚二有机硅氧烷、羟基封端的聚二有机硅氧烷,或其组合。
成分(B)可以包含式(I)的聚二有机硅氧烷:
Figure BDA00003885744600071
其中每个R1独立地为可水解取代基,每个R2独立地为单价有机基团,每个R3独立地为氧原子或二价烃基,每个下标d独立地为1、2、或3,并且下标e为整数,该整数的值足以为聚二有机硅氧烷提供25℃下至少100mPa·s的粘度和/或至少87的DP。DP可以通过GPC使用聚苯乙烯标定来测量。或者,下标e的值可为1至200,000。
R1的合适可水解取代基包括但不限于以上针对基团X所述的可水解取代基。或者,R1的可水解取代基可以选自卤素原子、乙酰胺基、酰氧基,例如乙酰氧基、烷氧基、酰胺基、氨基、氨氧基、羟基、肟基、酮肟基和甲基乙酰胺基。
R2的合适有机基团包括但不限于单价有机基团,例如烃基和卤代烃基。R2的单价烃基的例子包括但不限于烷基,例如甲基、乙基、丙基、戊基、辛基、癸基、十二烷基、十一烷基和十八烷基;环烷基,例如环戊基和环己基;芳基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,例如2-苯乙基。R2的单价卤代烃基的例子包括但不限于氯化烷基,例如氯甲基和氯丙基;氟化烷基,例如氟甲基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基和8,8,8,7,7-五氟辛基;氯化环烷基,例如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基,例如2,2-二氟环丙基、2,3-二氟环丁基、3,4-二氟环己基和3,4-二氟-5-甲基环庚基。R2的其他单价有机基团的例子包括但不限于被氧原子取代的烃基,例如环氧丙氧基烷基,和被氮原子取代的烃基,例如氨基烷基,以及氰基官能团,例如氰基乙基和氰基丙基。或者,每个R2可以是烷基,例如甲基。
当在上式(I)中每个下标d为1并且每个R3为氧原子时,成分(B)可以包含α,ω-双官能化聚二有机硅氧烷。例如,成分(B)可以具有式(II):R1R2 2SiO-(R2 2SiO)e’-SiR2 2R1,其中R1和R2如上所述,并且下标e’为整数,该整数的值足以赋予式(II)的聚二有机硅氧烷上述粘度。或者,下标e’的值可以为1至200,000、或者50至1,000、以及或者200至700。
或者,成分(B)可以包含上述式(II)的羟基官能化聚二有机硅氧烷,其中每个R1可以是羟基,每个R2可以是烷基,例如甲基,并且下标e’的值可以使得羟基官能化聚二有机硅氧烷在25℃下具有至少100mPa·s的粘度。或者,下标e’的值可以为50至700。示例性的羟基封端的聚二有机硅氧烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷。适合用作成分(B)的羟基封端的聚二有机硅氧烷可以通过本领域已知的方法制备,例如相应的有机卤代硅烷的水解和缩合或环状聚二有机硅氧烷的平衡。
或者,例如当在上式(I)中每个R3为二价烃基或二价烃基和二价硅氧烷基团的组合时,成分(B)可以包含烷氧基甲硅烷基亚烃基封端的聚二有机硅氧烷。每个R3可以是亚烷基,例如亚乙基、亚丙基或亚己基;亚芳基,例如亚苯基,或烷基亚芳基,例如:
Figure BDA00003885744600091
或者,每个R1和每个R2可以是烷基,每个R3可以是亚烷基,例如亚乙基,并且每个下标d可为3。
烷氧基甲硅烷基亚烃基封端的聚二有机硅氧烷可以通过使乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷与(烷氧基甲硅烷基烃基)四甲基二硅氧烷反应来制备。
有机聚合物
或者,成分(B)可以包含湿固化硅烷官能化有机聚合物。或者,有机聚合物可以是这样的聚合物,其中聚合物主链中的至少一半原子为碳原子,并且末端湿固化甲硅烷基包含键合到硅原子的可水解取代基。有机聚合物可以例如选自烃聚合物、聚醚、丙烯酸酯聚合物、聚氨酯和聚脲。
成分(B)可以是弹性体,即具有小于0℃的玻璃化转变温度(Tg)。当成分(B)为弹性体时,成分(B)可以区别于通常称为热塑性聚合物的半结晶和无定形聚烯烃(如,α-烯烃)。
成分(B)可以包含甲硅烷基化聚-α-烯烃,异单烯烃和乙烯基芳族单体的甲硅烷基化共聚物、二烯和乙烯基芳族单体的甲硅烷基化共聚物、烯烃和二烯的甲硅烷基化共聚物(如,由聚异丁烯基和异戊二烯制备的甲硅烷基化丁基橡胶,其可以任选地为卤化的)、或其组合(甲硅烷基化共聚物),异单烯烃的甲硅烷基化均聚物、乙烯基芳族单体的甲硅烷基化均聚物、二烯的甲硅烷基化均聚物(如,甲硅烷基化聚丁二烯或甲硅烷基化氢化聚丁二烯)、或其组合(甲硅烷基化均聚物)或甲硅烷基化共聚物和甲硅烷基化均聚物的组合。出于本专利申请的目的,甲硅烷基化共聚物和甲硅烷基化均聚物统称为“甲硅烷基化聚合物”。甲硅烷基化聚合物可以任选地包含一个或多个卤素基团,尤其是溴基团。
合适的单异烯烃的例子包括但不限于异烯烃,例如异丁烯、异戊烯、异己烯和异庚烯;或者异丁烯。合适的乙烯基芳族单体的例子包括但不限于烷基苯乙烯,例如α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯和对甲基苯乙烯;或者对甲基苯乙烯。合适的烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;或者甲基。合适的烯基的例子包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基和己烯基;或者乙烯基。甲硅烷基化有机聚合物的Mn可以为20,000至500,000、或者50,000至200,000、或者20,000至100,000、或者25,000至50,000、或者28,000至35,000;其中Mn的值通过三重检测尺寸排阻色谱法测量,并且根据聚苯乙烯分子量标准计算。
甲硅烷基化聚-α-烯烃的合适例子是本领域已知的,并且可商购获得。例子包括以
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销售的缩合反应可固化甲硅烷基化聚合物,其可从欧洲德国马尔的德固赛股份公司涂料和着色剂事业部(Degussa AGCoatings&Colorants商购获得。
简而言之,制备甲硅烷基化共聚物的方法涉及使i)具有至少50摩尔%的含4至7个碳原子的异单烯烃和乙烯基芳族单体的烯烃共聚物;ii)具有至少两个可水解基团和至少一个烯属不饱和烃基或烃氧基的硅烷;以及iii)自由基生成剂接触。
或者,甲硅烷基化共聚物可以通过这样的方法制备,该方法包括通过已知方法(如,与异氰酸酯官能化烷氧基硅烷反应,在存在Na的情况下与烯丙基氯反应,然后是氢化硅烷化)转化市售羟基化聚丁二烯(例如可以从法国巴黎的克雷谷有限公司(Cray Valley SA)以商品名Poly BD和Krasol商购获得的那些)。
或者,甲硅烷基改性烃聚合物的例子包括甲硅烷基改性聚异丁烯,其以遥爪聚合物的形式商购获得。甲硅烷基改性聚异丁烯可以例如包含衍生自甲硅烷基取代的丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯单体(例如甲基丙烯酸二烷氧基烷基甲硅烷基丙酯或甲基丙烯酸三烷氧基甲硅烷基丙酯)可固化甲硅烷基,其可以与通过活性阴离子聚合、原子转移自由基聚合或链转移聚合制备的聚异丁烯反应。
或者,成分(B)可以包含聚醚。一种类型的聚醚是包含式(-CtH2t-O-)的重复氧化烯单元的聚氧化烯聚合物,其中下标t是整数,其值在2至4范围内。聚氧化烯聚合物通常具有末端羟基,并且可易于用具有键合到硅原子的可水解取代基的甲硅烷基封端,例如通过与过量的烷基三烷氧基硅烷反应进行封端,来引入末端烷基二烷氧基甲硅烷基。或者,聚合可以通过氢化硅烷化型方法进行。主要包含氧丙烯单元的聚氧化烯可以具有适于多种密封剂用途的特性。聚氧化烯聚合物,尤其是具有末端烷基二烷氧基甲硅烷基或三烷氧基甲硅烷基的聚氧丙烯,可以在存在成分(A)和水分的情况下彼此反应。这些原料聚合物可以不需要组合物中存在单独的交联剂。
或者,具有可水解甲硅烷基的有机聚合物可以为丙烯酸酯聚合物,即丙烯酸酯单体和/或甲基丙烯酸酯单体的加成聚合物,甲基丙烯酸酯单体可以构成丙烯酸酯聚合物中的至少50%的单体单元。丙烯酸酯单体的例子为丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸2-乙基己酯。甲基丙烯酸酯单体的例子为甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯和甲基丙烯酸月桂酯。对于一些应用,丙烯酸酯聚合物可以具有低于环境温度的玻璃化转变温度(Tg);并且丙烯酸酯聚合物可以形成Tg低于甲基丙烯酸酯聚合物的聚合物。示例性丙烯酸酯聚合物为聚丙烯酸丁酯。丙烯酸酯聚合物可以包含少量其他单体,例如苯乙烯、丙烯腈或丙烯酰胺。丙烯酸酯聚合物可以通过各种方法,例如常规自由基聚合、或活性自由基聚合如原子转移自由基聚合、可逆加成-断裂链转移聚合、或阴离子聚合(包括活性阴离子聚合)制备。可固化甲硅烷基可以例如衍生自甲硅烷基取代的丙烯酸或甲基丙烯酸烷基酯单体。可水解甲硅烷基,例如二烷氧基烷基甲硅烷基或三烷氧基甲硅烷基可以例如衍生自甲基丙烯酸二烷氧基烷基甲硅烷基丙酯或甲基丙烯酸三烷氧基甲硅烷基丙酯。当丙烯酸酯聚合物已通过能形成活性末端基团的聚合方法,例如原子转移自由基聚合、链转移聚合、或活性阴离子聚合制备时,其可易于与甲硅烷基取代的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体反应,形成末端可水解甲硅烷基。
甲硅烷基改性聚氨酯或聚脲可以例如通过具有末端烯键式不饱和基团的聚氨酯或聚脲与包含可水解基团和Si-H基团的甲硅烷基单体(例如二烷氧基烷基硅氢化物或三烷氧基硅氢化物)反应制备。
有机硅-有机嵌段共聚物
或者,原料聚合物可以具有有机硅-有机嵌段共聚物主链,其包含聚有机硅氧烷基团的至少一个嵌段和有机聚合物链的至少一个嵌段。聚有机硅氧烷基团可以包含下式的基团
-(R4 fSiO(4-f)/2)-,其中每个R4独立地为有机基团,例如具有1至18个碳原子的烃基,具有1至18个碳原子的卤代烃基,如氯甲基、全氟丁基、三氟乙基和九氟己基,具有最多18个碳原子的烃氧基,或别的有机基团,其示例为:含氧原子的基团,例如(甲基)丙烯酸或羧基;含氮原子的基团,如氨基官能团、酰胺基官能团和氰基官能团;含硫原子的基团,例如巯基;并且下标f的值平均为1至3,或者1.8至2.2。
或者,每个R4可以是具有1至10个碳原子的烃基,或是卤代烃基;并且下标f可以为0、1或2。适于R4的基团的例子包括甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、环己基、苯基、甲苯基、被氯或氟取代的丙基例如3,3,3-三氟丙基、氯苯基、β-(全氟丁基)乙基或氯环己基。
聚合物主链中的有机嵌段可以包含例如聚苯乙烯和/或取代的聚苯乙烯,例如聚(α-甲基苯乙烯)、聚(乙烯基甲基苯乙烯)、二烯、聚(对三甲基甲硅烷基苯乙烯)和聚(对三甲基甲硅烷基-α-甲基苯乙烯)。其他可掺入聚合物主链中的有机基团可包括乙炔封端的寡亚苯基、乙烯基苄基封端的芳族聚砜低聚物、芳族聚酯、基于芳族聚酯的单体、聚亚烷基、聚氨酯、脂族聚酯、脂族聚酰胺和芳族聚酰胺。
有机硅树脂
或者,除以上针对成分(B)所述的聚合物之一外,或代替以上针对成分(B)所述的聚合物之一,成分(B)可以包含有机硅树脂。合适的有机硅树脂示例为MQ树脂,其包含下式的硅氧烷单元:
R29 wR30 (3-w)SiO1/2和SiO4/2,其中R29和R30为单价有机基团,例如单价烃基,其示例为:烷基,例如甲基、乙基、丙基、戊基、辛基、癸基、十二烷基、十一烷基和十八烷基;环烷基,例如环戊基和环己基;芳基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,例如2-苯乙基;卤代烃基,其示例为:卤代烷基,例如氯甲基和氯丙基;氟化烷基,例如氟甲基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基和8,8,8,7,7-五氟辛基;氯化环烷基,例如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基,例如2,2-二氟环丙基、2,3-二氟环丁基、3,4-二氟环己基和3,4-二氟-5-甲基环庚基;以及其他单价有机基团,例如被氧原子取代的烃基,例如环氧丙氧基烷基,和被氮原子取代的烃基,例如氨基烷基,以及氰基官能团,例如氰基乙基和氰基丙基;并且下标w的每种情形为0、1或2。或者,每个R29和每个R30可以是烷基。MQ树脂可以具有0.5:1至1.5:1的M单元与Q单元摩尔比(M:Q)。这些摩尔比通过Si29NMR光谱便利地测量。除有机硅树脂的总羟基含量之外,该技术还能够定量确定存在于初始有机硅树脂中的从有机硅树脂和新五聚物Si(OSiMe3)4衍生的R29 3SiO1/2(“M”)和SiO4/2(“Q”)单元的浓度。
MQ有机硅树脂可溶于溶剂,例如液态烃,其示例为苯、甲苯、二甲苯和庚烷,或溶于液态有机硅化合物,例如低粘度环状和直链聚二有机硅氧烷。
MQ有机硅树脂可以包含2.0%或更少、或者0.7%或更少、或者0.3%或更少的以式X“SiO3/2表示的末端单元,其中X”表示羟基或可水解基团,例如烷氧基如甲氧基和乙氧基;烯氧基,例如异丙烯氧基;酮肟基,例如甲基乙基酮肟基;羧基,例如乙酰氧基;酰胺氧基,例如乙酰胺氧基;以及氨氧基,例如N,N-二甲基氨氧基。存在于有机硅树脂中的硅烷醇基团的浓度可以使用FTIR确定。
实现MQ有机硅树脂的期望流动特性需要的Mn,将至少部分取决于有机硅树脂的分子量和存在于该成分中的以R29表示的有机基团的类型。MQ有机硅树脂的Mn通常大于3,000,更典型地4500至7500。
MQ有机硅树脂可以通过任何合适的方法制备。据报道,该类型的有机硅树脂通过相应的硅烷的共水解或通过本领域已知的二氧化硅水溶胶封端方法制备。简而言之,该方法涉及将二氧化硅水溶胶在酸性条件下与可水解的三有机硅烷例如三甲基氯硅烷、硅氧烷例如六甲基二硅氧烷或其组合进行反应,并且回收包含M和Q单元的产物(MQ树脂)。所得的MQ树脂可以包含2至5重量%的硅键合的羟基。
用于制备MQ有机硅树脂的中间体可以是式R29 3SiX的三有机硅烷,其中X表示以上针对成分(B)所述的可水解基团,以及具有四个可水解基团例如卤素、烷氧基或羟基的硅烷,或碱金属硅酸盐例如硅酸钠。
在一些组合物中,可能理想的是有机硅树脂中的硅键合羟基(即,HOR29SiO1/2或HOSiO3/2基团)低于有机硅树脂总重量的0.7重量%,或者低于0.3%。通过使有机硅树脂与包含适当末端基团的硅烷、二硅氧烷或二硅氮烷反应,将有机硅树脂制备期间形成的硅键合羟基转化为三烃基甲硅烷氧基或可水解基团。包含可水解基团的硅烷可以以超过与有机硅树脂的硅键合羟基反应所需的量加入。
各种合适的MQ树脂可从多个来源商购获得,例如美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,MI,U.S.A.))、美国纽约州奥尔巴尼的迈图高新材料公司(Momentive Performance Materials(Albany,N.Y.,U.S.A.))和美国新泽西州东不伦瑞克的蓝星有机硅美国公司(BluestarSilicones USA Corp.(East Brunswick,N.J.,U.S.A.))。例如,DOW
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MQ-1600固体树脂、DOW
Figure BDA00003885744600142
MQ-1601固体树脂和DOW
Figure BDA00003885744600143
1250表面活性剂、DOW
Figure BDA00003885744600144
7466树脂和DOW
Figure BDA00003885744600145
7366树脂,所有这些均从道康宁公司(Dow Corning Corporation)商购获得,并且适用于本文所述的方法。合适的MQ树脂的其他例子在Tangney的美国专利5,082,706中公开。或者,可使用包含M、T和Q单元的树脂,例如DOW
Figure BDA00003885744600146
MQ-1640薄片树脂,其也可从道康宁公司商购获得。这种树脂可在有机溶剂中提供。
或者,有机硅树脂可以包括倍半硅氧烷树脂,即包含式(R31SiO3/2)的T单元的树脂。每个R31可独立地选自氢原子和单价有机基团,例如单价烃基,其示例为:烷基,例如甲基、乙基、丙基、戊基、辛基、癸基、十二烷基、十一烷基和十八烷基;环烷基,例如环戊基和环己基;芳基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,例如2-苯乙基;卤代烃基,其示例为:卤代烷基,例如氯甲基和氯丙基;氟化烷基,例如氟甲基、2-氟丙基、3,3,3-三氟丙基、4,4,4-三氟丁基、4,4,4,3,3-五氟丁基、5,5,5,4,4,3,3-七氟戊基、6,6,6,5,5,4,4,3,3-九氟己基和8,8,8,7,7-五氟辛基;氯化环烷基,例如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基,例如2,2-二氟环丙基、2,3-二氟环丁基、3,4-二氟环己基和3,4-二氟-5-甲基环庚基;以及别的单价有机基团,例如被氧原子取代的烃基,例如环氧丙氧基烷基,以及被氮原子取代的烃基,例如氨基烷基和氰基官能团,例如氰基乙基和氰基丙基。适用于本文的倍半硅氧烷树脂是本领域已知的,并且可商购获得。例如,DP为15和重均分子量(Mw)为1200的甲基甲氧基硅氧烷甲基倍半硅氧烷树脂可以DOW
Figure BDA00003885744600151
US-CF 2403树脂从美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,Michigan,U.S.A.))商购获得。或者,倍半硅氧烷树脂可以具有苯基倍半硅氧烷单元、甲基倍半硅氧烷单元、或其组合。此类树脂是本领域已知的,并且可以DOW
Figure BDA00003885744600152
200薄片树脂商购获得,也得自道康宁公司。或者,有机硅树脂可以包含式(R31 2SiO2/2)和/或(R31R32SiO2/2)的D单元以及式(R31SiO3/2)和/或(R32SiO3/2)的T单元,即DT树脂,其中R31如上所述,并且R32是可水解基团,例如上述基团X。DT树脂是本领域已知的,并且可商购获得,例如,甲氧基官能化DT树脂包括DOW3074和DOW
Figure BDA00003885744600154
3037树脂;硅烷醇官能化树脂包括DOW
Figure BDA00003885744600155
800系列树脂,其也可从道康宁公司商购获得。其他合适的树脂包括含甲基和苯基的DT树脂。
添加到组合物的有机硅树脂的量将根据组合物的最终用途而变化。例如,当组合物的反应产物为凝胶时,可以加入少量或不加入有机硅树脂。然而,组合物中的有机硅树脂的量基于组合物中所有成分的重量计可以在0%至90%,或者0.1%至50%的范围内。
成分(B)的量将取决于多种因素,包括组合物的反应产物的最终用途、为成分(B)选择的原料聚合物的类型,以及存在的任何另外成分(如果有的话)的类型和量。然而,成分(B)的量可以在组合物的0.01%至99%、或者10%至95%、或者10%至65%的范围内。
成分(B)可以是单一一种原料聚合物或者是包含两种或多种原料聚合物的组合,所述两种或多种原料聚合物在以下性质中至少有一项不同:平均分子量、可水解取代基、硅氧烷单元、序列和粘度。当成分(B)的一种原料聚合物包含平均每分子仅一至二个可水解取代基时,则组合物还可包含平均每分子具有超过两个可水解取代基的另外原料聚合物,或成分(C)交联剂,或二者兼有。
成分(A)可以根据多种因素选择,包括聚合物主链的类型和/或成分(B)中的可水解基团。例如,当成分(B)具有有机聚合物主链时,成分(A)可以包含聚合膦酸酯。或者,当成分(B)具有有机聚合物主链时,成分(A)可以包含甲硅烷基膦酸酯和有机基膦酸酯的组合。当成分(B)具有有机硅有机嵌段共聚物主链时,成分(A)可以包含甲硅烷基膦酸酯、有机基膦酸酯、或其组合。或者,当成分(B)具有有机硅有机嵌段共聚物主链时,成分(A)可以包含聚合膦酸酯。或者,当成分(B)具有聚有机硅氧烷主链时,成分(A)可以包含上式(i)的膦酸酯。或者,当成分(B)具有聚有机硅氧烷主链时,成分(A)可以包含有机基膦酸酯、甲硅烷基膦酸酯、或其组合。或者,当成分(B)具有聚有机硅氧烷主链时,成分(A)可以包含有机基膦酸酯和甲硅烷基膦酸酯的组合。或者,当成分(B)具有聚有机硅氧烷主链时,成分(A)可以包含聚合膦酸酯。
另外的成分
组合物可以任选地还包含一种或多种另外的成分,即除成分(A)和(B)之外且不同于成分(A)和(B)。另外的成分(如果存在)可以根据多种因素选择,例如使用组合物的方法和/或组合物的固化产物的最终用途。另外的成分可以是:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)增量剂、增塑剂、或其组合;(F)填料,例如(f1)增强填料、(f2)增容填料、(f3)传导性填料(如导电、导热、或二者);(G)填料处理剂;(H)杀生物剂,例如(h1)杀真菌剂、(h2)除草剂、(h3)杀虫剂、或(h4)抗微生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂,例如(k1)粘合增进剂或(k2)释放剂;(L)链增长剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘结剂;(O)抗老化添加剂;(P)水释放剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)溶剂;(T)增粘剂;及其组合。
成分(C)交联剂
成分(C)是可加入组合物的交联剂,例如当成分(B)包括平均每分子仅一个或两个可水解取代基时和/或为了增加组合物的缩合反应所制备的反应产物的交联密度。一般来讲,将成分(C)选择为具有一定官能度,该官能度根据组合物的反应产物中所需的交联度而变化,使得反应产物不表现出太多的因缩合反应副产物造成的重量损失。一般来讲,进行成分(C)的选择,使得组合物保持充分的可反应性,从而在防潮包装中储存数月还可使用。成分(C)的确切量将根据多种因素而变化,包括所选的原料聚合物和交联剂的类型、原料聚合物和交联剂上的可水解取代基的反应性、以及反应产物的期望交联密度。然而,交联剂的量基于100重量份的成分(B)计,可以在0.5至100份的范围内。
成分(C)可以包含具有可水解基团的硅烷交联剂或其部分或完全水解产物。成分(C)平均每分子具有大于两个可与成分(B)上的可水解取代基反应的取代基。成分(C)的合适硅烷交联剂的例子可具有通式(III)R8 kSi(R9)(4-k),其中每个R8独立地为单价烃基,例如烷基;每个R9为可水解取代基,其可与以上针对成分(B)所述的X相同。或者,每个R9可以是例如卤素原子、乙酰胺基、酰氧基例如乙酰氧基、烷氧基、酰胺基、氨基、氨氧基、羟基、肟基、酮肟基、或甲基乙酰胺基;并且下标k的每种情形可以是0、1、2或3。对于成分(C),下标k的平均值大于2。或者,下标k的值可以在3至4范围内。或者,每个R9可以独立地选自羟基、烷氧基、乙酰氧基、酰胺基或肟。或者,成分(C)可以选自酰氧基硅烷、烷氧基硅烷、酮肟基硅烷和肟基硅烷。
成分(C)可以包含烷氧基硅烷,其示例为:二烷氧基硅烷,例如二烷基二烷氧基硅烷;三烷氧基硅烷,例如烷基三烷氧基硅烷;四烷氧基硅烷;或其部分或完全水解产物,或其另一个组合。合适的三烷氧基硅烷的例子包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、以及它们的组合,或者甲基三甲氧基硅烷。合适的四烷氧基硅烷的例子包括四乙氧基硅烷。用于可固化有机硅组合物的烷氧基硅烷的量可以在0.5至15重量份/100重量份成分(B)的范围内。
成分(C)可以包含酰氧基硅烷,例如乙酰氧基硅烷。乙酰氧基硅烷包括四乙酰氧基硅烷、有机三乙酰氧基硅烷、二有机二乙酰氧基硅烷、或其组合。乙酰氧基硅烷可以包含烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和叔丁基;烯基,例如乙烯基、烯丙基或己烯基;芳基,例如苯基、甲苯基或二甲苯基;芳烷基,例如苄基或2-苯乙基;以及氟化烷基,例如3,3,3-三氟丙基。示例性的乙酰氧基硅烷包括但不限于四乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷、丁基三乙酰氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、辛基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、苯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、二苯基二乙酰氧基硅烷、四乙酰氧基硅烷以及它们的组合。或者,成分(C)可以包含有机三乙酰氧基硅烷,例如包含甲基三乙酰氧基硅烷和乙基三乙酰氧基硅烷的混合物。用于可固化有机硅组合物的乙酰氧基硅烷的量可以在0.5至15重量份/100重量份成分(B)的范围内;或者3至10重量份乙酰氧基硅烷/100重量份成分(B)的范围内。
适于包含可用于组合物的烷氧基和乙酰氧基二者的成分(C)的硅烷的例子包括甲基二乙酰氧基甲氧基硅烷、甲基乙酰氧基二甲氧基硅烷、乙烯基二乙酰氧基甲氧基硅烷、乙烯基乙酰氧基二甲氧基硅烷、甲基二乙酰氧基乙氧基硅烷、甲基乙酰氧基二乙氧基硅烷、以及它们的组合。
适于成分(C)的氨基官能化烷氧基硅烷示例为:H2N(CH2)2Si(OCH3)3、H2N(CH2)2Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)3Si(OCH3)3、H2N(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)3Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)5Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)5Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)2SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)2SiCH3(OCH2CH3)2、H2N(CH2)3SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)5SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)5SiCH3(OCH2CH3)2、H2N(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、以及它们的组合。
适于成分(C)的肟基硅烷包括烷基三肟基硅烷,例如甲基三肟基硅烷、乙基三肟基硅烷、丙基三肟基硅烷和丁基三肟基硅烷;烷氧基三肟基硅烷,例如甲氧基三肟基硅烷、乙氧基三肟基硅烷和丙氧基三肟基硅烷;或烯基三肟基硅烷,例如丙烯基三肟基硅烷或丁烯基三肟基硅烷;烯基肟基硅烷,例如乙烯基肟基硅烷;烯基烷基二肟基硅烷,例如乙烯基甲基二肟基硅烷、乙烯基乙基二肟基硅烷、乙烯基甲基二肟基硅烷或乙烯基乙基二肟基硅烷;或其组合。
适于成分(C)的酮肟基硅烷包括甲基三(二甲基酮肟基)硅烷、甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、甲基三(甲基丙基酮肟基)硅烷、甲基三(甲基异丁基酮肟基)硅烷、乙基三(二甲基酮肟基)硅烷、乙基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、乙基三(甲基丙基酮肟基)硅烷、乙基三(甲基异丁基酮肟基)硅烷、乙烯基三(二甲基酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基丙基酮肟基)硅烷、乙烯基三(甲基异丁基酮肟基)硅烷、四(二甲基酮肟基)硅烷、四(甲基乙基酮肟基)硅烷、四(甲基丙基酮肟基)硅烷、四(甲基异丁基酮肟基)硅烷、甲基二(二甲基酮肟基)硅烷、甲基二(环己基酮肟基)硅烷、三乙氧基(乙基甲基酮肟)硅烷、二乙氧基二(乙基甲基酮肟)硅烷、乙氧基三(乙基甲基酮肟)硅烷、甲基乙烯基二(甲基异丁基酮肟基)硅烷或其组合。
或者,成分(C)可以是聚合的。例如,成分(C)可以包含二硅烷,例如双(三乙氧基甲硅烷基)己烷)、1,4-双[三甲氧基甲硅烷基(乙基)]苯和双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物。
成分(C)可以是单一一种交联剂或者是包含两种或多种交联剂的组合,所述两种或多种交联剂在以下性质中至少有一项不同:键合到硅的可水解取代基和其他有机基团,以及当使用聚合交联剂时,硅氧烷单元、结构、分子量和序列。
成分(D)干燥剂
成分(D)是干燥剂。干燥剂能结合各种来源的水。例如,干燥剂可结合缩合反应的副产物,例如水和醇。
适于成分(D)的吸附剂的例子可以是无机颗粒。吸附剂可以具有10微米或更小、或者5微米或更小的粒度。吸附剂可以具有足以吸附水和醇的平均孔径,例如
Figure BDA00003885744600191
(埃)或更小、或者
Figure BDA00003885744600192
或更小、以及或者或更小。吸附剂的例子包括沸石,例如菱沸石、丝光沸石和方沸石;分子筛,例如碱金属铝硅酸盐、硅胶、硅镁凝胶、活性炭、活性氧化铝、氧化钙、以及它们的组合。本领域的技术人员将能够在不进行过多实验的情况下选择适于成分(D)的干燥剂。本领域的技术人员将认识到,某些干燥剂例如硅胶将结合水,而其他干燥剂例如分子筛可以结合水、醇或二者。
市售的干燥剂的例子包括干燥分子筛,例如
Figure BDA00003885744600201
(埃)分子筛,其可以从格雷斯戴维逊(Grace Davidson)以商品名并且从美国肯塔基州路易斯维尔的Zeochem(Zeochem(Louisville,Kentucky,U.S.A.))以商品名PURMOL商购获得,和
Figure BDA00003885744600203
分子筛,例如得自英格兰沃灵顿的英力士二氧化硅(Ineos Silicas(Warrington,England))的Doucil沸石4A。其他可用的分子筛包括MOLSIV吸附剂13X、3A、4A和5A型,它们均可从美国伊利诺斯州的UOP(UOP(Illinois,U.S.A.))商购获得;得自美国宾夕法尼亚州费城的阿托菲纳(Atofina(Philadelphia,Pennsylvania,U.S.A.))的SILIPORITENK 30AP和65xP;以及得自美国马里兰州的W.R.格雷斯(W.R.Grace(Maryland,U.S.A.))的分子筛。
或者,干燥剂可以通过化学方式结合水和/或其他副产物。加入组合物的硅烷交联剂(除成分(C)之外)中有一定数量可作为化学干燥剂发挥作用。不受理论的束缚,据认为化学干燥剂可以加入到多部分组合物的干燥部分,以在将组合物的各部分混合在一起后保持组合物不含水分。例如,适合用作干燥剂的烷氧基硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、以及它们的组合。
成分(D)的量取决于所选的具体干燥剂。然而,当成分(D)为化学干燥剂时,其量可以在0份至5份、或者0.1份至0.5份的范围内。成分(D)可以是一种化学干燥剂。或者,成分(D)可以包含两种或多种不同的化学干燥剂。
成分(E)
成分(E)是增量剂和/或增塑剂。包含非官能化聚有机硅氧烷的增量剂可用于组合物。例如,非官能化聚有机硅氧烷可以包含式R22 2SiO2/2的双官能化单元和式R23 3SiD’-的末端单元,其中每个R22和每个R23独立地为单价有机基团,例如单价烃基,其示例为:烷基,例如甲基、乙基、丙基和丁基;烯基,例如乙烯基、烯丙基和己烯基;芳基,例如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基;以及芳烷基,例如苯乙基;并且D’为氧原子或将末端单元的硅原子与另一个硅原子连接的二价基团(例如以上针对成分(B)所述的基团D),或者D’为氧原子。非官能化聚有机硅氧烷是本领域已知的,并且可商购获得。合适的非官能化聚有机硅氧烷示例为但不限于聚二甲基硅氧烷。此类聚二甲基硅氧烷包括DOW
Figure BDA00003885744600211
200流体,其可从美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,Michigan,U.S.A.))商购获得,并且可以具有在50cSt至100,000cSt、或者50cSt至50,000cSt、以及或者12,500至60,000cSt范围内的粘度。
除上述非官能化聚有机硅氧烷增量剂之外,或代替上述非官能化聚有机硅氧烷增量剂,可使用有机增塑剂。有机增塑剂是本领域已知的,并且可商购获得。有机增塑剂可以包括邻苯二甲酸酯、羧酸酯(carboxylate)、羧酸酯(carboxylic acid ester)、己二酸酯或其组合。有机增塑剂可以选自:对苯二甲酸双(2-乙基己基)酯;双(2-乙基己基)-1,4-苯二羧酸酯;2-乙基己基甲基-1,4-苯二羧酸酯;1,2-环己烷二羧酸二壬基酯,支链和直链的;邻苯二甲酸双(2-丙基庚基)酯;己二酸二异壬酯;及其组合。
有机增塑剂可平均每分子具有至少一个式
Figure BDA00003885744600212
的基团,其中R18表示氢原子或单价有机基团。或者,R18可以表示支链或直链的单价烃基。单价有机基团可以是支链或直链的单价烃基,例如4至15个碳原子、或者9至12个碳原子的烷基。合适的增塑剂可以选自己二酸酯、羧酸酯、邻苯二甲酸酯、以及它们的组合。
或者,有机增塑剂可以平均每分子具有至少两个上式的基团键合到环烃中碳原子。有机增塑剂可以具有如下通式:
Figure BDA00003885744600213
在该式中,基团Z表示具有3个或更多个碳原子、或者3至15个碳原子的环状烃基。下标s的值可以为1至12。基团Z可以是饱和的或芳族的。每个R20独立地为氢原子或支链或直链的单价有机基团。R19的单价有机基团可以是烷基,例如甲基、乙基或丁基。或者,R20的单价有机基团可以是酯官能团。每个R19独立地为支链或直链的单价烃基,例如4至15个碳原子的烷基。
合适的有机增塑剂是本领域已知的,并且可商购获得。增塑剂可以包含邻苯二甲酸酯,例如:邻苯二甲酸二烷基酯,例如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、或邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸双(2-丙基庚基)酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二甲酯;邻苯二甲酸二乙酯;邻苯二甲酸丁基苄酯和对苯二甲酸双(2-乙基己基)酯;二羧酸酯,例如1,2,4-苯三羧酸、双(2-乙基己基)-1,4-苯二羧酸酯;1,4-苯二羧酸-2-乙基己基甲酯;1,2-环己烷二羧酸二壬基酯,支链和直链的;己二酸二异壬酯;苯三酸酯,例如偏苯三酸三辛酯;三乙二醇双(2-乙基己酸酯);甘油三乙酸酯;非芳族二元酸酯,例如己二酸二辛酯、己二酸双(2-乙基己基)酯、己二酸二-2-乙基己酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯和琥珀酸二异癸酯;脂族酯,例如油酸丁酯和蓖麻醇酸甲基乙酰基酯;磷酸酯,例如磷酸三甲苯酯和磷酸三丁酯;氯化石蜡;烃油,例如烷基联苯和部分氢化的三联苯;工艺油;环氧增塑剂,例如环氧化大豆油和环氧硬脂酸苄酯;三(2-乙基己基)酯;脂肪酸酯;及其组合。合适的增塑剂的例子及其商业来源包括下表中列出的那些。
示例性有机增塑剂和商业来源表
Figure BDA00003885744600221
Figure BDA00003885744600231
或者,可使用聚合物增塑剂。聚合物增塑剂的例子包括使用各种方法聚合乙烯基或烯丙基单体获得的烯基聚合物;聚亚烷基二醇酯,例如二苯甲酸二甘醇酯、二苯甲酸三甘醇酯和季戊四醇酯;得自二元酸,例如癸二酸、己二酸、壬二酸和邻苯二甲酸,以及二元醇,例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇和二丙二醇的聚酯增塑剂;聚醚,包括聚醚多元醇,每个具有的分子量不小于500,例如聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇,聚苯乙烯例如聚苯乙烯和聚-α-甲基苯乙烯;以及聚丁二烯、聚丁烯、聚异丁烯、丁二烯丙烯腈和聚氯丁烯。
当存在有机增塑剂时,有机增塑剂的量基于组合物中所有成分的组合重量计可以在5至150重量份的范围内。
以上针对成分(E)所述的聚有机硅氧烷增量剂和有机增塑剂可以每个单独使用或它们中两个或更多个组合使用。低分子量有机增塑剂和高分子量聚合物增塑剂可以组合使用。用于组合物的成分(E)的确切量将取决于多种因素,包括组合物的期望最终用途及其固化产物。然而,成分(E)的量基于组合物中所有成分的组合重量计可以在0.1%至10%的范围内。
成分(F)填料
成分(F)是填料。填料可以包括增强填料、增容填料、传导性填料、或其组合。例如,组合物可以任选地另外包含成分(f1)增强填料,其存在时可以基于组合物的重量计以0.1%至95%,或者1%至60%范围内的量加入。成分(f1)的确切量取决于多种因素,包括组合物的反应产物的形式,以及是否加入任何其他填料。合适的增强填料的例子包括增强二氧化硅填料,例如热解法二氧化硅、二氧化硅气凝胶、二氧化硅干凝胶和沉淀二氧化硅。热解二氧化硅是本领域已知的,并且可商购获得;如由美国马萨诸塞州的卡博特公司(Cabot Corporation(Massachusetts,U.S.A.))以商品名CAB-O-SIL销售的热解法二氧化硅。
组合物可以任选地另外包含成分(f2)增容填料,其量基于组合物的重量计在0.1%至95%、或者1%至60%、以及或者1%至20%的范围内。增容填料的例子包括碎石英、氧化铝、氧化镁、碳酸钙例如沉淀碳酸钙、氧化锌、滑石、硅藻土、氧化铁、粘土、云母、白垩、二氧化钛、氧化锆、砂石、炭黑、石墨、或其组合。增容填料是本领域已知的,并且可商购获得;例如由西弗吉尼亚州伯克利斯普林斯的美国二氧化硅公司(U.S.Silica(Berkeley Springs,WV))以商品名MIN-U-SIL销售的研磨二氧化硅。合适的沉淀碳酸钙包括得自苏威集团(Solvay)的
Figure BDA00003885744600241
SPM以及得自SMI的
Figure BDA00003885744600243
Figure BDA00003885744600242
100。
组合物可以任选地另外包含成分(f3)传导性填料。传导性填料可以是导热的、导电的或二者兼有。传导性填料是本领域已知的,并且示例为金属颗粒(例如铝、铜、金、镍、银、以及它们的组合);涂覆于非传导性基材上的此类金属;金属氧化物(例如氧化铝、氧化铍、氧化镁、氧化锌、以及它们的组合)、可熔性填料(如,焊料)、氮化铝、三水合铝、钛酸钡、氮化硼、碳纤维、金刚石、石墨、氢氧化镁、缟玛瑙、碳化硅、碳化钨、以及它们的组合。
或者,其他填料可加入组合物,类型和量取决于多种因素,包括组合物的固化产物的最终用途。此类其他填料的例子包括磁粒子,例如铁氧体;以及介电粒子,例如熔融玻璃微球体、二氧化钛和碳酸钙。
成分(G)处理剂
组合物可以任选地另外包含成分(G)处理剂。成分(G)的量根据多种因素而变化,例如所选的处理剂的类型和待处理的颗粒的类型和量,以及颗粒在加入组合物之前是否经过处理,或颗粒是否原位处理。然而,成分(G)可以基于组合物的重量计以0.01%至20%、或者0.1%至15%,或者0.5%至5%范围内的量使用。颗粒,例如填料、物理干燥剂、某些阻燃剂、某些颜料和/或某些水释放剂,当存在时,可以任选地用成分(G)进行表面处理。颗粒可以在加入组合物之前用成分(G)处理,或原位用成分(G)处理。成分(G)可以包括烷氧基硅烷、烷氧基官能化低聚硅氧烷、环状聚有机硅氧烷、羟基官能化低聚硅氧烷例如二甲基硅氧烷或甲基苯基硅氧烷、或脂肪酸。脂肪酸的例子包括硬脂酸盐,例如硬脂酸钙。
一些可用作成分(G)的代表性有机硅填料处理剂包括通常用于处理二氧化硅填料的组合物,例如有机氯硅烷、有机硅氧烷、有机二硅氮烷例如六烷基二硅氮烷和有机烷氧基硅烷例如C6H13Si(OCH3)3、C8H17Si(OC2H5)3、C10H21Si(OCH3)3、C12H25Si(OCH3)3、C14H29Si(OC2H5)3和C6H5CH2CH2Si(OCH3)3。其他可使用的处理剂包括烷基硫醇、脂肪酸、钛酸盐、钛酸盐偶联剂、锆酸盐偶联剂、以及它们的组合。
或者,成分(G)可以包含具有下式的烷氧基硅烷:R13 oSi(OR14)(4-p),其中下标p的值可以为1至3,或者下标p为3。每个R13独立地为单价有机基团,例如具有1至50个碳原子、或者8至30个碳原子、或者8至18个碳原子的单价烃基。R13示例为烷基,例如己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基;和芳基,例如苄基和苯乙基。R13可以是饱和的或不饱和的、以及支链的或非支链的。或者,R13可以是饱和的和非支链的。
每个R14独立地为具有1至4个碳原子,或者1至2个碳原子的饱和烃基。成分(G)示例为己基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、四癸基三甲氧基硅烷、苯基乙基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、以及它们的组合。
烷氧基官能化低聚硅氧烷也可用作处理剂。例如,合适的烷氧基官能化低聚硅氧烷包括式(R15O)qSi(OSiR16 2R17)(4-q)的那些。在该式中,下标q为1、2或3,或者下标q为3。每个R15可以是烷基。每个R16可以是具有1至10个碳原子的不饱和单价烃基。每个R17可以是具有至少10个碳原子的不饱和单价烃基。
某些颗粒,例如金属填料可以用如下物质处理:烷基硫醇,例如十八烷基硫醇;脂肪酸,例如油酸和硬脂酸;及其组合。
其他处理剂包括烯基官能化聚有机硅氧烷。合适的烯基官能化聚有机硅氧烷包括但不限于:
Figure BDA00003885744600261
其中下标r的值最多为1,500。
或者,能够进行氢键结合的聚有机硅氧烷可用作处理剂。该处理填料表面的策略利用了聚集的或分散的或二者兼有的多个氢键作为将相容部分(compatibilization moiety)束缚到填料表面的手段。能够进行氢键结合的聚有机硅氧烷平均每分子具有至少一个能够进行氢键结合的硅键合基团。该基团可选自:具有多个羟基官能团的有机基团或具有至少一个氨基官能团的有机基团。能够进行氢键结合的聚有机硅氧烷意指氢键结合是聚有机硅氧烷结合到填料的主要方式。聚有机硅氧烷可以不能与填料形成共价键。聚有机硅氧烷可以不含可缩合甲硅烷基,如硅键合烷氧基、硅氮烷和硅烷醇。能够进行氢键结合的聚有机硅氧烷可以选自糖类-硅氧烷聚合物、氨基官能化聚有机硅氧烷、以及它们的组合。或者,能够进行氢键结合的聚有机硅氧烷可以是糖类-硅氧烷聚合物。
成分(H)杀生物剂
成分(H)是杀生物剂。成分(H)的量将根据多种因素而变化,包括所选的杀生物剂的类型和所期望的有益效果。然而,成分(H)的量可以基于组合物中所有成分的重量计在大于0%至5%的范围内。成分(H)示例为(h1)杀真菌剂、(h2)除草剂、(h3)杀虫剂、或其组合。
成分(h1)是杀真菌剂,例如这些包括N-取代苯并咪唑氨基甲酸酯、苯并咪唑基氨基甲酸酯例如2-苯并咪唑基氨基甲酸甲酯、2-苯并咪唑基氨基甲酸乙酯、2-苯并咪唑基氨基甲酸异丙酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-6-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-5-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-甲基氨基甲酰基)-6-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-甲基氨基甲酰基)-5-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙酯、N-{2-[2-(N-甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-6-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸乙酯、N-{2-[1-(N-甲基氨基甲酰基)-6-甲基苯并咪唑基]}氨基甲酸乙酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸异丙酯、N-{2-[1-(N-甲基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸异丙酯、N-{2-[1-(N-丙基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-丁基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-丙基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲氧基乙酯、N-{2-[1-(N-丁基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲氧基乙酯、N-{2-[1-(N-丙基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙氧基乙酯、N-{2-[1-(N-丁基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙氧基乙酯、N-{1-(N,N-二甲基氨基甲酰氧基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[N-甲基氨基甲酰氧基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-丁基氨基甲酰氧基)苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯、N-{2-[1-(N-丙基氨基甲酰基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙氧基乙酯、N-{2-[1-(N-丁基氨基甲酰氧基)苯并咪唑基]}氨基甲酸乙氧基乙酯、N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-6-氯苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯和N-{2-[1-(N,N-二甲基氨基甲酰基)-6-硝基苯并咪唑基]}氨基甲酸甲酯;10,10′-氧代双吩噁砒(商品名:霉克净(Vinyzene)、OBPA)、二-碘甲基-对甲苯砜、苯并噻吩-2-环己基甲酰胺-S,S-二氧化物、N-(氟二氯化甲硫基)邻苯二甲酰亚胺(商品名:氟佛匹特(Fluor-Folper)、备防多(Preventol)A3);甲基-苯并咪唑-2-基氨基甲酸酯(商品名:多菌灵(Carbendazim)、备防多(Preventol)BCM)、双(2-吡啶基硫基-1-氧化物)锌(吡硫锌)、2-(4-噻唑基)-苯并咪唑、N-苯基-碘炔丙基氨基甲酸酯、N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯化物-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、N-丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮,和/或三唑基化合物,例如戊唑醇与含银沸石组合。
成分(h2)是除草剂,例如合适的除草剂包括酰胺除草剂例如草毒死N,N-二烯丙基-2-氯乙酰胺;CDEA2-氯-N,N-二乙基乙酰胺;Etnipromid(RS)-2-[5-(2,4-二氯苯氧基)-2-硝基苯氧基]-N-乙基丙酰胺;酰苯胺除草剂,例如咯草隆顺式-2,5-二甲基吡咯烷-1-甲酰苯胺;氟噻草胺4′-氟-N-异丙基-2-[5-(三氟甲基)-1,3,4-噻二唑-2-基氧基]乙酰苯胺;萘丙胺(RS)-α-2-萘氧基丙酰苯胺;芳基丙氨酸除草剂,例如新燕灵(benzoylprop)N-苯甲酰基-N-(3,4-二氯苯基)-DL-丙氨酸;麦草氟-M N-苯甲酰基-N-(3-氯-4-氟苯基)-D-丙氨酸;氯乙酰苯胺除草剂,例如丁草胺N-丁氧基甲基-2-氯-2′,6′-二乙基乙酰苯胺;吡唑草胺2-氯-N-(吡唑-1-基甲基)乙酰-2′,6′-二甲苯胺;广草胺(RS)-2-氯-N-(1-甲基丙-2-炔基)乙酰苯胺;磺酰苯胺除草剂,例如氯酯磺草胺(Cloransulam)3-氯-2-(5-乙氧基-7-氟[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶-2-基磺酰胺基)苯甲酸;磺草唑胺2′,6′-二氯-5,7-二甲氧基-3′-甲基[1,2,4]三唑并[1,5-a]嘧啶-2-磺酰苯胺;抗生素除草剂,例如双丙氨膦4-[羟基(甲基)膦酰]-L-高丙氨酰-L-丙氨酰-L-丙氨酸;苯甲酸除草剂,例如草灭平3-氨基-2,5-二氯苯甲酸;2,3,6-TBA2,3,6-三氯苯甲酸;嘧啶基氧基苯甲酸除草剂,例如双草醚2,6-双(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基氧基)苯甲酸;嘧啶基硫代苯甲酸除草剂,例如嘧草硫醚2-氯-6-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基硫代)苯甲酸;邻苯二甲酸除草剂,例如敌草索四氯对苯二甲酸;吡啶甲酸除草剂,例如氯氨吡啶酸4-氨基-3,6-二氯吡啶-2-甲酸;喹啉羧酸除草剂,例如二氯喹啉酸3,7-二氯喹啉-8-甲酸。含砷除草剂,例如CMA双(氢甲基砷酸)钙;MAMA甲基砷酸氢铵;亚砷酸钠;苯甲酰环己烷二酮除草剂,例如甲基磺草酮2-(4-甲磺酰基-2-硝基苯甲酰)环己烷-1,3-二酮;苯并呋喃基烷基磺酸盐除草剂,例如呋草黄2,3-二氢-3,3-二甲基苯并呋喃-5-基乙烷磺酸盐;氨基甲酸酯除草剂,例如特噁唑威(carboxazole)5-叔丁基-1,2-噁唑-3-基氨基甲酸甲酯;苯氧威4-[2-(4-氯-邻甲苯氧基)乙酰胺基]苯基磺酰基氨基甲酸甲酯;苯氨甲酸酯除草剂,例如BCPC(RS)-仲丁基3-氯苯氨甲酸酯;甜菜安3-苯基氨基甲酰氧基苯基氨基甲酸乙酯;灭草灵3,4-二氯氨基甲酸甲酯;环己烯肟除草剂,例如丁氧环酮(RS)-(EZ)-5-(3-丁酰基-2,4,6-三甲基苯基)-2-(1-乙氧基亚氨基丙基)-3-羟基环己-2-烯-1-酮;得杀草(RS)-(EZ)-2-{1-[(2E)-3-氯烯丙氧基亚氨基]丙基}-3-羟基-5-全氢化吡喃-4-基环己-2-烯-1-酮;环丙基异噁唑除草剂,例如异噁氯草酮4-氯-2-甲磺酰基苯基5-环丙基-1,2-噁唑-4-基酮;二甲酰亚胺除草剂,例如氟奋乃静2-甲基-4-(α,α,α-三氟-间甲苯基)-1,2,4-噁二嗪-3,5-二酮;二硝基苯胺除草剂,例如乙丁烯氟灵N-乙基-α,α,α-三氟-N-(2-甲基烯丙基)-2,6-二硝基-对甲苯胺;氨基丙乐灵5-二丙基氨基-α,α,α-三氟-4,6-二硝基-邻甲苯胺;二硝基苯酚除草剂,例如丙硝酚4,6-二硝基-邻伞花烃-3-醇;硝草酚α-乙氧基-4,6-二硝基-邻甲酚;二苯基醚除草剂,例如氟乳醚O-[2-氯-5-(2-氯-α,α,α-三氟-对甲苯氧基)苯甲酰]-L-乳酸;硝基苯基醚除草剂,例如苯草醚2-氯-6-硝基-3-苯氧基苯胺;除草醚2,4-二氯苯基4-硝基苯基醚;二硫代氨基甲酸酯除草剂,例如棉隆3,5-二甲基-1,3,5-噻二嗪-2-硫酮;卤代脂族除草剂,例如茅草枯2,2-二氯丙酸;氯乙酸;咪唑啉酮除草剂,例如灭草烟(RS)-2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)烟酸;无机除草剂,例如四硼酸二钠十水合物;叠氮化钠;腈除草剂,例如羟敌草腈3,5-二氯-4-羟基苄腈;碘苯腈4-羟基-3,5-二碘苄腈;有机磷除草剂,例如莎稗磷S-4-氯-N-异丙基苯氨甲酰基甲基O,O-二甲基二硫代磷酸酯;草胺磷4-[羟基(甲基)膦酰基]-DL-高丙氨酸;苯氧基除草剂,例如稗草胺(RS)-2-(2,4-二氯-间甲苯氧基)丙酰苯胺;fenteracol2-(2,4,5-三氯苯氧基)乙醇;苯氧基乙酸除草剂,例如MCPA(4-氯-2-甲基苯氧基)乙酸;苯氧基丁酸除草剂,例如MCPB4-(4-氯-邻甲苯氧基)丁酸;苯氧基丙酸除草剂,例如涕丙酸(RS)-2-(2,4,5-三氯苯氧基)丙酸;芳氧基苯氧基丙酸除草剂,例如异噁草醚(RS)-2-[2-[4-(3,5-二氯-2-吡啶氧基)苯氧基]丙酰基]异噁唑烷;苯二胺除草剂,例如敌乐胺N1,N1-二乙基-2,6-二硝基-4-三氟甲基-间苯二胺,吡唑氧基苯乙酮除草剂,例如苄草唑2-[4-(2,4-二氯苯甲酰)-1,3-二甲基吡唑-5-基氧基]苯乙酮;吡唑基苯基除草剂,例如吡草醚(pyraflufen)2-氯-5-(4-氯-5-二氟甲氧基-1-甲基吡唑-3-基)-4-氟苯氧基乙酸;哒嗪除草剂,例如Pyridafol6-氯-3-苯基哒嗪-4-醇;哒嗪酮除草剂,例如杀草敏5-氨基-4-氯-2-苯基哒嗪-3(2H)-酮;草哒松5-溴-1,6-二氢-6-氧代-1-苯基哒嗪-4-基草氨酸;吡啶除草剂,例如氟草烟4-氨基-3,5-二氯-6-氟-2-吡啶氧基乙酸;噻草啶2-二氟甲基-5-(4,5-二氢-1,3-噻唑-2-基)-4-异丁基-6-三氟甲基烟酸甲酯;嘧啶二胺除草剂,例如异草啶6-氯-N4-异丙基嘧啶-2,4-二胺;季铵除草剂,例如二乙除草快1,1′-双(二乙基氨基甲酰基甲基)-4,4′-二吡啶鎓;对草快1,1′-二甲基-4,4′-二吡啶鎓;硫代氨基甲酸酯除草剂,例如环草特S-乙基环己基(乙基)硫代氨基甲酸酯;仲草丹S-苄基二-仲丁基硫代氨基甲酸酯;硫代碳酸酯除草剂,例如EXD O,O-二乙基二硫代双(硫代甲酸酯);硫脲除草剂,例如灭草恒1,1-二甲基-3-间甲苯基-2-硫脲;三嗪除草剂,例如三嗪氟草胺(RS)-N-[2-(3,5-二甲基苯氧基)-1-甲基乙基]-6-(1-氟-1-甲基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4-二胺;氯三嗪除草剂,例如环草津6-氯-N2-环丙基-N4-异丙基-1,3,5-三嗪-2,4-二胺;扑灭津6-氯-N2,N4-二异丙基-1,3,5-三嗪-2,4-二胺;甲氧基三嗪除草剂,例如扑灭通N2,N4-二异丙基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪-2,4-二胺;甲基硫代三嗪除草剂,例如氰草净2-(4-乙基氨基-6-甲硫基-1,3,5-三嗪-2-基氨基)-2-甲基丙腈;三嗪酮除草剂,例如环嗪酮3-环己基-6-二甲基氨基-1-甲基-1,3,5-三嗪-2,4(1H,3H)-二酮;三唑除草剂,例如三唑磺N-乙基-N-丙基-3-丙基磺酰基-1H-1,2,4-三唑-1-甲酰胺;三唑酮除草剂,例如唑酮草酯(RS)-2-氯-3-{2-氯-5-[4-(二氟甲基)-4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1H-1,2,4-三唑-1-基]-4-氟苯基}丙酸;三唑并嘧啶除草剂,例如双氟磺草胺2′,6′,8-三氟-5-甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶-2-砜酰苯胺;尿嘧啶除草剂,例如flupropacil2-氯-5-(1,2,3,6-四氢-3-甲基-2,6-二氧代-4-三氟甲基嘧啶-1-基)苯甲酸异丙酯;脲除草剂,例如环莠隆3-环-辛基-1,1-二甲基脲;monisouron1-(5-叔丁基-1,2-噁唑-3-基)-3-甲基脲;苯基脲除草剂,例如枯草隆3-[4-(4-氯苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲;环草隆1-(2-甲基环己基)-3-苯基脲;嘧啶基磺酰基脲除草剂,例如啶嘧磺隆1-(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-3-(3-三氟甲基-2-吡啶基磺酰基)脲;吡嘧磺隆5-[(4,6-二甲氧基嘧啶-2-基氨基甲酰基)氨磺酰]-1-甲基吡唑-4-甲酸;三嗪基磺酰基脲除草剂,例如噻吩磺隆3-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基氨基甲酰基氨磺酰)噻吩-2-甲酸;噻二唑基脲除草剂,例如特丁噻草隆1-(5-叔丁基-1,3,4-噻二唑-2-基)-1,3-二甲基脲;和/或未分类除草剂,例如伐草克(2,3,6-三氯苯基)乙酸;灭草定2-(3,4-二氯苯基)-4-甲基-1,2,4-噁二唑烷-3,5-二酮;草达克(RS)-1-(2,3,6-三氯苄氧基)丙-2-醇;2,4-D、氯嘧磺隆和噁唑禾草灵;以及它们的组合。
成分(h3)是杀虫剂。合适的杀虫剂示例为阿特拉津、二嗪农和毒死蜱。出于本专利申请的目的,杀虫剂包括驱昆虫剂,例如N,N-二乙基间甲苯甲酰胺,和拟除虫菊酯,例如除虫菊酯。
成分(h4)是抗微生物剂。合适的抗微生物剂可商购获得,例如DOW
Figure BDA00003885744600301
5700和DOW
Figure BDA00003885744600302
5772,其可得自美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,Michigan,U.S.A.)。
或者,成分(H)可以包含含硼材料,如硼酸酐、硼砂、或八硼酸二钠四水合物;其可以作为杀虫剂、杀真菌剂和/或阻燃剂。
成分(J)阻燃剂
成分(J)是阻燃剂。合适的阻燃剂可以包括例如炭黑、水合氢氧化铝和硅酸盐例如钙硅石、铂和铂化合物。或者,阻燃剂可以选自基于卤素的阻燃剂,例如十溴二苯醚、八溴二苯醚、六溴环十二烷、十溴二苯醚、二苯氧基苯、乙撑双-四溴邻苯二甲酰亚胺、五溴乙基苯、丙烯酸五溴苄酯、三溴苯基马来酰亚胺、四溴双苯基A、双-(三溴苯氧基)乙烷、双-(五溴苯氧基)乙烷、聚二溴苯醚、三溴苯基烯丙基醚、双-二溴丙基醚、四溴邻苯二甲酸酐、二溴新戊基乙二醇、二溴乙基二溴环己烷、五溴二苯醚、三溴苯乙烯、五溴氯环己烷、四溴二甲苯、六溴环十二烷、溴化聚苯乙烯、十四溴二苯氧基苯、三氟丙烯和PVC。或者,阻燃剂可以选自基于磷的阻燃剂,例如(2,3-二溴丙基)-磷酸酯、磷、环磷酸酯、磷酸三芳基酯、双-蜜胺喷替酸、季戊四醇二环磷酸酯、甲基磷酸二甲酯、氧化膦二醇、磷酸三苯酯、磷酸三-(2-氯乙基)酯、磷酸酯例如磷酸三甲苯酯、磷酸三-二甲苯酯、磷酸异癸基二苯酯、磷酸乙基己基二苯酯、各种胺的磷酸盐例如磷酸铵、磷酸三辛酯、磷酸三丁酯或磷酸三丁氧基乙酯。其他阻燃剂可以包括四烷基铅化合物例如四乙基铅、五羰基铁、甲基环戊二烯基三羰基锰、三聚氰胺和衍生物例如三聚氰胺盐、胍、双氰胺、氨基磺酸铵、氧化铝三水合物和氢氧化镁氧化铝三水合物。
阻燃剂的量将根据多种因素而变化,例如所选的阻燃剂以及是否存在溶剂。然而,组合物中阻燃剂的量基于组合物中所有成分的组合重量计可以在大于0%至10%的范围内。
成分(K)表面改性剂
成分(K)是表面改性剂。合适的表面改性剂示例为(k1)粘合增进剂或(k2)释放剂。成分(k1)的合适粘合增进剂可以包括过渡金属螯合物、烃氧基硅烷例如烷氧基硅烷、烷氧基硅烷和羟基官能化聚有机硅氧烷的组合、氨基官能化硅烷、或其组合。粘合增进剂是本领域已知的,并且可以包含具有式R24 tR25 uSi(OR26)4-(t+u)的硅烷,其中每个R24独立地为具有至少3个碳原子的单价有机基团;R25包含至少一个SiC键合取代基,其具有粘合增进基团,例如氨基、环氧基、巯基或丙烯酸酯基。下标t的值为0至2;下标u为1或2;并且(t+u)的和不大于3。或者,粘合增进剂可以包含上述硅烷的部分缩合物。或者,粘合增进剂可以包含烷氧基硅烷和羟基官能化聚有机硅氧烷的组合。
或者,粘合增进剂可包含不饱和化合物或者环氧官能化化合物。粘合增进剂可包含不饱和烷氧基硅烷或者环氧官能化烷氧基硅烷。例如,官能化烷氧基硅烷可以具有式R27 vSi(OR28)(4-v),其中下标v为1、2或3,或者下标v为1。每个R27独立地为单价有机基团,前提条件是至少一个R27为不饱和有机基团或环氧官能化有机基团。R27的环氧官能化有机基团示例为3-环氧丙氧基丙基和(环氧环己基)乙基。R27的不饱和有机基团示例为3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-丙烯酰氧基丙基以及不饱和单价烃基,例如乙烯基、烯丙基、己烯基、十一烯基。每个R28独立地为具有1至4个碳原子,或者1至2个碳原子的饱和烃基。R28示例为甲基、乙基、丙基和丁基。
合适的环氧官能化烷氧基硅烷的例子包括3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、(环氧环己基)乙基二甲氧基硅烷、(环氧环己基)乙基二乙氧基硅烷以及它们的组合。合适的不饱和烷氧基硅烷的例子包括乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、己烯基三甲氧基硅烷、十一碳烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及它们的组合。
或者,粘合增进剂可以包含环氧官能化硅氧烷,如羟基封端的聚有机硅氧烷与如上所述的环氧官能化烷氧基硅烷的反应产物,或该者羟基封端的聚有机硅氧烷与该环氧官能化烷氧基硅烷的物理共混物。粘合增进剂可包含环氧官能化烷氧基硅烷和环氧官能化硅氧烷的组合。例如,粘合增进剂示例为3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和羟基封端的甲基乙烯基硅氧烷与3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷的反应产物的混合物,或3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和羟基封端的甲基乙烯基硅氧烷的混合物,或3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和羟基封端的甲基乙烯基/二甲基硅氧烷共聚物的混合物。
或者,粘合增进剂可以包含氨基官能化硅烷,例如氨基官能化烷氧基硅烷,其示例为H2N(CH2)2Si(OCH3)3、H2N(CH2)2Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)3Si(OCH3)3、H2N(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)3Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)5Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)5Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH2CH3)3、H2N(CH2)2SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)2SiCH3(OCH2CH3)2、H2N(CH2)3SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)5SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)5SiCH3(OCH2CH3)2、H2N(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、H2N(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、CH3NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH3)2、C4H9NH(CH2)2NH(CH2)3SiCH3(OCH2CH3)2、以及它们的组合。
或者,粘合增进剂可以包含过渡金属螯合物。合适的过渡金属螯合物包括钛酸盐、锆酸盐(例如乙酰丙酮锆)、铝螯合物(例如乙酰丙酮铝)以及它们的组合。
成分(k2)是释放剂。合适的释放剂示例为氟化化合物,例如氟官能化有机硅、或氟官能化有机化合物。
或者,成分(K)的表面改性剂可以用于改变组合物的反应产物的表面外观。例如,表面改性剂可以用于增加组合物的反应产物的表面光泽度。此类表面改性剂可以包含具有烷基和芳基的聚二有机硅氧烷。例如,DOW550流体是粘度为125cSt的三甲基硅氧基封端的聚(二甲基/甲基苯基)硅氧烷,可从道康宁公司商购获得。
或者,成分(K)可以是植物或动物来源的天然油,例如亚麻籽油、桐油、大豆油、蓖麻油、鱼油、大麻籽油、棉籽油、奥蒂油和油菜籽油。
成分(K)的确切量取决于多种因素,包括选为成分(K)的表面改性剂的类型,以及组合物及其反应产物的最终用途。然而,当存在时,成分(K)可以基于组合物的重量计以0.01至50重量份、或者0.01至10重量份、或者0.01至5重量份的量添加到组合物。成分(K)可以是一种粘合增进剂。或者,成分(K)可以包含两种或多种不同的表面改性剂,所述两种或多种不同的表面改性剂在至少一个以下特性上不同:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和序列。
成分(L)链增长剂
链增长剂可以包括双官能化硅烷和双官能化硅氧烷,其在交联进行之前延长聚有机硅氧烷链的长度。链增长剂可以用于降低固化产物的伸长模量。链增长剂和交联剂在它们与成分(B)中的可水解取代基的反应中竞争。为了实现明显的链延伸,双官能化硅烷与其一起使用的三官能化交联剂相比具有高得多的反应性。合适的链增长剂包括二酰胺基硅烷例如二烷基二乙酰胺基硅烷或烯基烷基二乙酰胺基硅烷,尤其是甲基乙烯基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷或二甲基二(N-甲基乙酰胺基)硅烷、二乙酰氧基硅烷例如二烷基二乙酰氧基硅烷或烷基烯基二乙酰氧基硅烷、二氨基硅烷例如二烷基二氨基硅烷或烷基烯基二氨基硅烷、二烷氧基硅烷例如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和α-氨基烷基二烷氧基烷基硅烷、聚合度为2至25并且平均每分子具有至少两个可水解基团(例如乙酰胺基或乙酰氧基或氨基或烷氧基或酰胺基或酮肟取代基)的聚二烷基硅氧烷,以及二酮肟基硅烷例如二烷基二酮肟基硅烷和烷基烯基二酮肟基硅烷。成分(L)可以是一种链增长剂。或者,成分(L)可以包含两种或多种不同的链增长剂,所述两种或多种不同的链增长剂在至少一个以下特性上不同:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和序列。
成分(M)封端剂
成分(M)是封端剂,其包含M单元即式R29 3SiO1/2的硅氧烷单元,其中每个R29独立地表示不与成分(B)反应的单价有机基团,例如单价烃基。成分(M)可以包含在一个末端上被三有机甲硅烷基例如(CH3)3SiO-封端,在另一个末端上被羟基封端的聚有机硅氧烷。成分(M)可以是聚二有机硅氧烷,例如聚二甲基硅氧烷。具有羟基端基和三有机甲硅烷基端基二者的聚二有机硅氧烷可以具有大于50%、或者大于75%的羟基形式的总端基。聚二甲基硅氧烷中的三有机甲硅烷基的量可以用于调整组合物的缩合反应制备的反应产物的模量。不受理论的束缚,据认为较高浓度的三有机甲硅烷基端基可以在某些固化产物中提供较低模量。成分(M)可以是一种封端剂。或者,成分(M)可以包含两种或多种不同的封端剂,所述两种或多种不同的封端剂在至少一个以下特性上不同:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和序列。
成分(N)非反应性基料
成分(N)是非反应性弹性体有机聚合物,即不与成分(B)反应的弹性体有机聚合物。成分(N)与成分(B)相容,即成分(N)不与成分(B)形成两相体系。成分(N)可以具有低透气性和透湿性。成分(N)的Mn可以为30,000至75,000。或者,成分(N)可以是较高分子量非反应性弹性体有机聚合物与较低分子量非反应性弹性体有机聚合物的共混物。在这种情况下,较高分子量聚合物的Mn可以为100,000至600,000,而较低分子量聚合物的Mn可以为900至10,000,或者900至3,000。Mn范围的下限值可以选择为使得成分(N)与成分(B)以及组合物的其他成分有相容性。
成分(N)可以包含聚异丁烯。聚异丁烯是本领域已知的,并且可商购获得。适合用作成分(N)的例子包括由德国巴斯夫公司(BASF Corporation)以商标
Figure BDA00003885744600351
销售的聚异丁烯。此类聚异丁烯汇总于下表中。
Figure BDA00003885744600352
其他聚异丁烯包括不同的Parleam级别,例如得自日本东京涩谷区惠比寿花园广场大厦的NOF公司功能化学品和聚合物部门(NOFCORPORATION Functional Chemicals&Polymers Div.,Yebisu Garden PlaceTower,20-3 Ebisu 4-chome,Shibuya-ku,Tokyo 150-6019,Japan)的最高分子量氢化聚异丁烯
Figure BDA00003885744600361
SV(POLYSYNLANE SV)(运动粘度(98.9℃)4700)。其他聚异丁烯可从美国德克萨斯州贝敦的埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Co.(Baytown,Texas,U.S.A.))商购获得,并且包括以商标
Figure BDA00003885744600362
销售的聚异丁烯,例如MML-80、MML-100、MML-120和MML-140。聚异丁烯是石蜡烃聚合物,由仅含链端烯键的长直链大分子构成。
Figure BDA00003885744600364
MM聚异丁烯的粘均分子量为70,000至90,000。较低分子量聚异丁烯包括
Figure BDA00003885744600365
LM,例如LM-MS(粘均分子量为8,700至10,000,也由埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical Co.)制造)和VISTANEX LM-MH(粘均分子量为10,000至11,700)以及得自阿莫科(Amoco)的Soltex PB-24(Mn 950)和
Figure BDA00003885744600366
H-100(Mn 910)和
Figure BDA00003885744600367
H-1200(Mn 2100)。其他聚异丁烯由英格兰伦敦BP化学品公司(BP Chemicals)以商标
Figure BDA00003885744600368
Figure BDA00003885744600369
销售。这些聚异丁烯包括
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200、D10和DE3;以及
Figure BDA000038857446003611
200。
Figure BDA000038857446003612
聚异丁烯的Mn可以为900至1300。
或者,成分(N)可以包含丁基橡胶。或者,成分(N)可以包含苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物、或其组合。SEBS和SEPS嵌段共聚物是本领域已知的,并且可以
Figure BDA000038857446003613
G聚合物从美国德克萨斯州休斯顿的科腾聚合物美国有限责任公司(Kraton Polymers U.S.LLC(Houston,Texas,U.S.A.)),以及以Septon聚合物从美国纽约州纽约的可乐丽美国公司(Kuraray America,Inc.(New York,NY,U.S.A.))商购获得。或者,成分(N)可以包含聚烯烃塑性体。聚烯烃塑性体是本领域已知的,并且可以
Figure BDA000038857446003614
GA 1900和
Figure BDA000038857446003615
GA 1950从美国密歇根州米德兰的道康宁公司弹性体和特殊产品部门(Dow ChemicalCompany,Elastomers&Specialty Products Division(Midland,Michigan,U.S.A.))商购获得。
成分(N)的量基于组合物的重量计可以在0份至50份,或者10份至40份,或者5份至35份的范围内。成分(N)可以是一种非反应性弹性体有机聚合物。或者,成分(N)可以包含两种或多种非反应性弹性体有机聚合物,所述两种或多种非反应性弹性体有机聚合物在至少一个以下特性上不同:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和序列。或者,当成分(B)包括具有有机聚合物主链的原料聚合物时,成分(N)可以添加到组合物。
成分(O)抗老化添加剂
成分(O)是抗老化添加剂。抗老化添加剂可以包括抗氧化剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、热稳定剂、或其组合。合适的抗氧化剂是本领域已知的,并且可商购获得。合适的抗氧化剂包括酚抗氧化剂以及酚抗氧化剂与稳定剂的组合。酚抗氧化剂包括完全空间位阻酚和部分位阻酚。或者,稳定剂可以是空间位阻胺,例如四甲基-哌啶衍生物。合适的酚抗氧化剂包括维生素E和得自美国汽巴特殊化学品公司(Ciba Specialty Chemicals,U.S.A.)的
Figure BDA00003885744600371
1010。
Figure BDA00003885744600372
1010包含季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)。紫外线吸收剂的例子包括支链和直链的2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲酚(
Figure BDA00003885744600373
571)。紫外线稳定剂的例子包括双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯;1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基/癸二酸甲酯;以及它们的组合(
Figure BDA00003885744600374
272)。这些和其他
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添加剂例如
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765可从美国纽约州塔里敦汽巴特殊化学品公司(CibaSpecialty Chemicals(Tarrytown,NY,U.S.A.))商购获得。其他紫外线和光稳定剂可商购获得,其示例为得自科聚亚(Chemtura)的LowLite、得自普立万(PolyOne)的OnCap、以及得自美国特拉华州杜邦公司(E.I.du Pont deNemours and Company(Delaware,U.S.A.))的光稳定剂210。或者,可以使用低聚(较高分子量)稳定剂,例如使稳定剂迁移出组合物或其固化产物的可能性最小化。低聚抗氧化稳定剂(尤其是位阻胺光稳定剂(HALS))的例子是Ciba
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622,其为与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇共聚的丁二酸的二甲酯。热稳定剂可以包括氧化铁和炭黑、铁羧酸盐、铈水合物、锆酸钡、辛酸铈和辛酸锆、以及卟啉。
成分(O)的量取决于多种因素,包括所选的特定抗老化添加剂以及所期望的抗老化有益效果。然而,成分(O)的量基于组合物的重量计可以在0至5重量%,或者0.1%至4%、以及或者0.5%至3%的范围内。成分(O)可以是一种抗老化添加剂。或者,成分(O)可以包含两种或多种不同的抗老化添加剂。
成分(P)水释放剂
成分(P)是在施用温度范围内释放水分的水释放剂。成分(P)选择为使得成分(P)含有足以部分或完全与组合物反应的水量,并使得成分(P)在暴露于使用温度(即组合物使用的温度)达足够的时间量时释放足够量的水。然而,成分(P)能充分结合水,以防止过多的水在制备组合物的方法期间以及在组合物储存期间释放。例如,成分(P)在组合物配混期间能充分结合水,使得有足够的水在其中使用组合物的施用过程期间或之后可供用于组合物的缩合反应。这个“控释”特性也可提供确保不会有太多的水在施用过程期间过快释放的有益效果,因为这可导致在组合物缩合反应形成的反应产物中起泡或产生空隙。当施用温度在80℃至120℃、或者90℃至110℃,以及或者90℃至100℃的范围内时,沉淀的碳酸钙可以用作成分(P)。然而,当组合物在连续(如,双螺杆)配混机上制备时,各成分可以在比施用温度范围高20℃至30℃的温度下配混短暂的时间。因此,成分(P)选择为确保水含量不在配混期间全部释放,然而当暴露于施用温度范围达足够的时间段时,成分(P)为组合物的缩合反应释放足够量的水。
合适的水释放剂的例子示例为金属盐水合物、水合分子筛和沉淀碳酸钙,其可以商标
Figure BDA00003885744600381
SPM得自苏威集团(Solvay)。选择的水释放剂将取决于多种因素,包括为组合物选择的其他成分,包括催化剂类型和量;以及配混、包装和施用期间的处理条件。在双螺杆配混机中,停留时间可以小于几分钟,通常小于1至2分钟。各成分被迅速加热,因为圆筒中和沿着螺杆的表面积/体积比很高,并且热是通过剪切各成分而引发的。有多少水从成分(P)移除取决于水结合能力、温度、暴露时间(持续时间)、以及用于抽吸(strip)通过配混机的组合物的真空度。不希望受理论的束缚,据认为在双螺杆配混温度为120℃的情况下,沉淀CaCO3上将仍然有足够的水,以使组合物当已在90℃下施用时,组合物在室温下1至2周的时间段内通过缩合反应进行反应。
水释放剂可以添加到组合物,例如在原料聚合物具有低透水性时(如,在原料聚合物具有有机聚合物主链时)和/或组合物中成分(P)的量取决于多种因素,包括成分(A)、(B)和(C)的选择,以及是否存在任何另外的成分,然而成分(P)的量基于组合物的重量计可以在5至30份的范围内。
不希望受理论的束缚,据认为当组合物被加热至施用温度时,热量将释放水,水将与成分(B)上的可水解基团反应以固化组合物。保留在组合物中的副产物例如醇和/或水可以被干燥剂结合,从而让缩合反应(其为平衡反应)进行至完成。
成分(Q)颜料
成分(Q)是颜料。出于本专利申请的目的,术语“颜料”包括任何用于将颜色赋予本文所述组合物的反应产物的成分。颜料的量取决于多种因素,包括所选的颜料类型,以及反应产物的期望着色度。例如,基于组合物中所有成分的重量计,组合物可以包含0至20%、或者0.001%至5%的颜料。
合适的颜料的例子包括靛蓝、二氧化钛Stan-Tone 50SP01绿(其可从普立万(PolyOne)商购获得)和炭黑。炭黑的代表性非限制性例子包括Shawinigan乙炔黑,其可从雪佛龙菲利普斯化工有限公司(Chevron PhillipsChemical Company LP)商购获得;美国伊利诺伊州菲尔维海茨的海名斯颜料公司(Elementis Pigments Inc.(Fairview Heights,IL U.S.A.))提供的
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炭黑(LB-1011);美国俄亥俄州阿克伦的席德理查德森碳公司(Sid Richardson Carbon Co(Akron,OH U.S.A.))提供的SR 511;以及N330、N550、N762、N990(得自美国新泽西州帕西帕尼的德固赛工程碳公司(Degussa Engineered Carbons(Parsippany,NJ,U.S.A.)))。
成分(R)流变添加剂
组合物可以任选地另外包含基于组合物的重量计最多5%、或者1%至2%的成分(R)流变添加剂,用于改变组合物的流变性。流变添加剂是本领域已知的,并且可商购获得。例子包括聚酰胺、从伊诺力克(Evonk)商购获得的Polyvest、得自国王工业公司(King Industries)的帝司巴隆(Disparlon)、得自杜邦(Du Pont)的凯夫拉尔纤维浆(Kevlar Fibre Pulp)、得自纳科公司(Nanocor)的Rheospan、以及得自路博润公司(Lubrizol)的Ircogel。其他合适的流变添加剂包括聚酰胺蜡;氢化蓖麻油衍生物;以及金属皂例如硬脂酸钙、硬脂酸铝和硬脂酸钡、以及它们的组合。
或者,成分(R)可以包含在25℃下为固体(蜡)的微晶蜡。熔点可选择为使得蜡具有位于期望施用温度范围的下限的熔点。不希望受理论的束缚,据认为成分(R)作为加工助剂,在组合物冷却几度时,例如组合物施用至基材后,改善流动特性,同时让原始强度(green strength)得以快速发展(即随着温度下降,粘度大大增加,对应于组合物制成的密封件的承载能力增加)。不希望受理论的束缚,据认为蜡的掺入也可促进填料掺入、配混和脱气(组合物制备期间)、以及混合(在多部分组合物的各部分施用期间静态或动态混合)。据认为,蜡在熔化时作为加工助剂,大大方便了配混期间、配混过程本身、以及脱气步骤(如果使用的话)期间填料在组合物中的掺入。熔融温度低于100℃的蜡可促进施用前多部分组合物各部分的混合,甚至在简单的静态搅拌器中也是如此。蜡也可促进组合物在80℃至110℃,或者90℃至100℃范围内的温度下的施用,具有良好的流变性。
适合用作成分(R)的蜡可以是非极性烃。蜡可以具有支链结构、环状结构、或其组合。例如,石油微晶蜡可得自美国纽约州西巴比伦的史东毕斯公司(Strahl&Pitsch,Inc.,of West Babylon,NY,U.S.A.),并且包括SP 96(熔点在62℃至69℃的范围内)、SP 18(熔点在73℃至80℃的范围内)、SP 19(熔点在76℃至83℃的范围内)、SP 26(熔点在76℃至83℃的范围内)、SP 60(熔点在79℃至85℃的范围内)、SP 617(熔点在88℃至93℃的范围内)、SP 89(熔点在90℃至95℃的范围内)和SP624(熔点在90℃至95℃的范围内)。其他石油微晶蜡包括由美国宾西法尼亚州彼得罗利亚的康普顿公司(Crompton Corporation(Petrolia,Pennsylvania,U.S.A.))以商标
Figure BDA00003885744600401
销售的蜡。这些蜡包括180-W,其包含饱和支链和环状非极性烃,并且具有在79℃至87℃范围内的熔点;
Figure BDA00003885744600402
W-445,其包含饱和支链和环状非极性烃,并且具有在76℃至83℃范围内的熔点;以及
Figure BDA00003885744600403
W-835,其包含饱和支链和环状非极性烃,并且具有在73℃至80℃范围内的熔点;
成分(R)的量取决于多种因素,包括所选的特定流变添加剂,以及组合物的其他成分的选择。然而,成分(R)的量基于组合物的重量计可以在0份至20份,或者1份至15份,以及或者1份至5份的范围内。成分(R)可以是一种流变添加剂。或者,成分(R)可以包含两种或多种不同的流变添加剂。
成分(S)溶剂
溶剂可用于组合物。溶剂可促进组合物的流动以及某些成分例如有机硅树脂的引入。本文所用的溶剂是那些有助于组合物各成分流体化,但基本上不与任何这些成分反应的溶剂。溶剂可以根据各成分在组合物中的溶解度和挥发性选择。溶解度是指溶剂足以溶解和/或分散组合物各成分。挥发性是指溶剂的蒸气压。如果溶剂的挥发性太大(具有太高蒸气压),则可在施用温度下在组合物中形成气泡,并且气泡可导致破裂或者弱化或不利地影响固化产物的特性。然而,如果溶剂的挥发性不足(太低蒸气压),溶剂可以作为增塑剂保留在组合物的反应产物中,或者反应产物发展出物理特性的时间量可能比期望的更长。
合适的溶剂包括具有合适蒸气压的聚有机硅氧烷,例如六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、六甲基环三硅氧烷,以及其他低分子量聚有机硅氧烷,例如0.5至1.5厘沲(cSt)的Dow200流体和DOWOS流体,其可从美国密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow CorningCorporation(Midland,Michigan,U.S.A.))商购获得。
或者,溶剂可以是有机溶剂。有机溶剂可以是醇,例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇;酮,例如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮;芳族烃,例如苯、甲苯或二甲苯;脂族烃,例如庚烷、己烷或辛烷;二醇醚,例如丙二醇甲基醚、二丙二醇甲基醚、丙二醇正丁基醚、丙二醇正丙基醚或乙二醇正丁基醚,卤代烃,例如二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷或二氯甲烷;氯仿;二甲基亚砜;二甲基甲酰胺、乙腈;四氢呋喃;石油溶剂油;矿物油精;石脑油;正甲基吡咯烷酮;或者它们的组合。
溶剂的量将取决于多种因素,包括所选的溶剂类型以及为组合物选择的其他成分的量和类型。然而,基于组合物的重量计,溶剂的量可以在1%至99%、或者2%至50%的范围内。
成分(T)增粘剂
组合物可以任选地另外包含成分(T)增粘剂。增粘剂可以包含脂族烃树脂,例如具有6至20个碳原子的氢化聚烯烃、氢化萜烯树脂、松香酯、氢化松香甘油酯、或其组合。增粘剂可商购获得。脂族烃树脂示例为得自埃克森化学公司(Exxon Chemical)的ESCOREZ 1102、1304、1310、1315和5600,以及得自伊士曼公司(Eastman)的Eastotac树脂,例如具有100℃的环与球软化点的Eastotac H-100、具有115℃的环与球软化点的Eastotac H-115E、以及具有130℃的环与球软化点的Eastotac H-130L。氢化萜烯树脂示例为得自荒川化学公司(Arakawa Chemicals)的Arkon P 100和得自固特异(Goodyear)的Wingtack 95。氢化松香甘油酯示例为得自赫尔克里(Hercules)的Staybelite Ester 10和Foral。可商购获得的聚萜烯的例子包括得自赫尔克里(Hercules)的Piccolyte A125。脂族/芳族或脂环族/芳族树脂的例子包括得自埃克森化学公司(Exxon Chemical)的ECR 149B或ECR 179A。或者,可以添加固体增粘剂(即,具有大于25℃的环与球软化点的增粘剂)。合适的增粘剂包括任何相容的树脂或它们的混合物,例如(1)天然或改性松香,例如脂松香、木松香、妥尔油松香、蒸馏松香、氢化松香、二聚松香和聚合松香;(2)天然或改性松香的甘油和季戊四醇酯,例如浅色木松香的甘油酯、氢化松香的甘油酯、聚合松香的甘油酯、氢化松香的季戊四醇酯、以及松香的酚改性季戊四醇酯;(3)天然萜烯,如苯乙烯/萜烯和α-甲基苯乙烯/萜烯的共聚物和三元聚合物;(4)如ASTM方法E28、58T所测定,软化点在60℃至150℃范围内的聚萜烯树脂;后者聚萜烯树脂通常得自萜烯烃,例如称为蒎烯的二环单萜,在存在傅-克催化剂的情况下在适当低温下的聚合;还包括氢化聚萜烯树脂;(5)酚改性萜烯树脂以及它们的氢化衍生物,例如作为得自二环萜烯和酚在酸性介质中的缩合的树脂产物;(6)具有在60℃至135℃范围内的环与球软化点的脂族石油烃树脂;后者树脂得自主要由烯烃和二烯烃组成的单体的聚合;还包括氢化脂族石油烃树脂;(7)脂环族石油烃树脂以及它们的氢化衍生物;以及(8)脂族/芳族或脂环族/芳族共聚物以及它们的氢化衍生物。增粘剂的量取决于多种因素,包括所选的特定增粘剂以及组合物中其他成分的选择。然而,增粘剂的量基于组合物的重量计可以在0份至20份的范围内。
本领域的技术人员将认识到,当选择上述组合物的各成分时,各成分的类型之间可能存在重叠,因为本文所述的某些成分可能具有不止一种功能。例如,某些烷氧基硅烷可用作填料处理剂和粘合增进剂,某些脂肪酸酯可用作增塑剂,也可用作填料处理剂,炭黑可用作颜料、阻燃剂和/或填料,非反应性聚二有机硅氧烷例如聚二甲基硅氧烷可用作增量剂和溶剂。本领域的技术人员将能够基于多种因素区别并选择适当的成分以及它们的量,所述多种因素包括组合物的预期用途,组合物的固化产物的形式和预期用途,以及组合物是将被制备成单部分还是多部分组合物。本领域的技术人员将能够选择成分及其量来制备组合物,使得组合物的反应产物具有期望的形式,例如树胶、凝胶或橡胶。
制备组合物的方法
上述组合物可以制备为单部分组合物,例如通过任何常规方式如混合来组合所有成分。例如,单部分组合物可以通过任选地组合(如,预混合)原料聚合物(B)和增量剂(E),将所得的增量的原料聚合物与所有或部分填料(F)混合,以及将其与包含交联剂(C)和成分(A)的预混物混合来制备。其他添加剂例如(O)抗老化添加剂和(Q)颜料可在任何期望阶段添加到混合物。最终混合步骤可以在基本上无水条件下进行,所得的组合物通常在基本上无水条件下,例如在密闭容器中保存,直到准备使用。
或者,当存在交联剂时,组合物可以制备为多部分(如,2部分)组合物。在该情况下,催化剂和交联剂以单独部分保存,这些部分在组合物即将使用前组合。例如,两部分可固化组合物可通过如下方法制备:通过任何常规方式如混合,使包含(B)和(C)的成分组合形成第一(固化剂)部分。第二(原料)部分可通过如下方法制备:通过任何常规方式如混合,使包含(A)和(B)的成分组合。各成分可以在环境温度或高温下,以及在环境或无水条件下组合,具体取决于多种因素,包括选择单部分还是多部分组合物。原料部分和固化剂部分可以在即将使用前通过任何常规方式如混合来组合。原料部分和固化剂部分可以1:1至10:1范围内的原料:固化剂的相对量组合。
对用于混合各成分的设备无特别限制。合适的混合设备的例子可由本领域的普通技术人员选择,具体取决于所选的每种成分的类型和量。例如,间歇式搅拌釜可用于相对较低粘度的组合物,例如会反应形成树胶或凝胶的组合物。或者,连续配混设备,如挤出机例如双螺杆挤出机可用于更粘稠的组合物以及包含相对较高数量的颗粒的组合物。本领域的技术人员将能够在不进行过多实验的情况下根据本文提供的说明制备组合物。可用于本文所述的组合物的示例性方法包括例如美国专利公布US2009/0291238和US 2008/0300358公开的那些。
这些如上所述制备的组合物当保存在能保护组合物免于暴露于水分的容器中时可以是稳定的,但是当暴露于大气水分中时,这些组合物可通过缩合反应来反应。或者,当配制低渗透性组合物时,当水分从水释放剂释放时,组合物可以固化形成固化产物。
使用方法
如上所述制备的组合物以及它们的反应产物具有多种用途。上述各成分可用于制备多种类型的包含成分(A)和(B)的组合物。组合物还可包含一种或多种上述另外成分,具体取决于组合物的类型以及组合物和/或组合物的反应产物的期望最终用途。例如,上述各成分和方法可用于链延伸过程,以增加原料聚合物的粘度和/或形成树胶,例如当原料聚合物平均每分子具有一个至两个可水解基团时。或者,上述各成分和方法可用于配制可固化组合物,例如当原料聚合物具有每分子两个或多个可水解基团和/或交联剂存在于组合物中时。本文所述的组合物可通过暴露于水分进行缩合反应来反应。例如,当暴露于大气水分中时,组合物可通过缩合反应来反应。或者,当存在水释放剂时,组合物反应水分从水释放剂释放。
实例
包括如下实例以向普通技术人员展示本发明。然而,根据本公开内容,本领域的普通技术人员应该理解,可以在不脱离权利要求中示出的本发明精神和范围的情况下,在所公开的具体实施例中做出许多改变且仍可获得同样或类似的结果。
参考实例1–表干时间(SOT)测试
表干时间为固化速率的量度,其被定义为固化材料形成指尖接触非粘性的表面膜所需要的时间,单位为分钟。表干时间表示最终用户能够加工密封剂接缝的时间。
参考实例2-消粘时间(TFT)测试
消粘时间为固化速率的量度,其被定义为固化组合物形成聚乙烯接触非粘性的表面膜所需要的时间,单位为分钟。这种方法使用聚乙烯薄膜接触以测定密封剂的非粘性特性。消粘时间反映了通过固化组合物制备的产品的表面不再沾尘所需的时间。
按照如下所述制备测试面板,并用戴手套的手指(一次性丁腈手套)触摸,该手套应套紧皮肤。当手指从面板释放时,进行测试面板(Q-panel)的粘性或粘着性的评估。如果没有观察到粘性或粘着性,那么面板上的组合物已经固化,将从刮涂(drawdown)至消粘阶段所用的时间记录为样品“消粘时间”。4天之后,表现为不固化的测试面板标记为“不固化”。不记录任何超过4天的固化时间。另外记录测试面板的外观,以及在广口瓶内超过两天的样品的外观和粘度。该数据说明了样品的相容性以及适用期,并记录了材料的任何分离现象,以及记录了胶凝化或变色现象。
以下成分用于下文实例中。
成分(B1)为粘度为4000厘沲的硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷。
成分(B2)为具有甲基倍半硅氧烷树脂的甲基甲氧基硅氧烷,甲基倍半硅氧烷树脂的DP为15以及分子量为1,200,其可以DOW 
Figure BDA00003885744600451
US-CF 2403树脂从美国密西根州米德兰的道康宁公司(Dow CorningCorporation(Midland,Michigan,U.S.A.))商购获得。
成分(B3)为粘度为41厘沲的硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷。
成分(C1)为甲基三甲氧基硅烷(MTM)。
成分(C2)为甲基三乙酰氧基硅烷(MTA)。
成分(C3)为甲乙酮肟硅烷(MTO)。
成分(C4)为50%的乙基三乙酰氧基硅烷、47%的甲基三乙酰氧基硅烷和2%的甲基-乙基乙酰氧基硅烷低聚物的混合物。
筛选用于成分(A)的催化剂列于下表中。TNBT是指钛酸四正丁酯。TNBT和DBTDL用作阳性对照以制备比较例。
Figure BDA00003885744600461
Figure BDA00003885744600471
Figure BDA00003885744600491
参考实例3-样品制备方法-密封剂模型
使用以下方法将催化剂、交联剂和原料聚合物复合在一起。使用100ml玻璃广口瓶将全部材料混合在一起,并对所有样品提供安全储存。将原料聚合物以25g的数量加入到广口瓶中,然后以1.8g或0.5g的数量加入交联剂。一旦加入交联剂,使用刮刀将广口瓶的内容物充分地手动混合30秒。将催化剂加入到广口瓶中并充分地混合到样品中30秒或直至将催化剂尽可能均匀混合。
掺入所有成分之后,将样品静置30分钟以进行机会均等的封端(如果有的话)。钢测试板(也被称作“Q Panel”)用于“刮涂”。用少量的丙酮和抹布擦拭这些板以移除任何粒子和污垢,从而使所有测试板的条件相同。
将样品放置30分钟并且Q panel不含有丙酮之后,通过将组合物添加到Q panel上并将刮涂棒从组合物上方移动经过面板以在Q panel上形成组合物的均匀涂层,来对样品进行刮涂。使用距刮涂棒100μm的间隙进行刮涂。根据参考实例2的方法测定消粘时间。
参考实例4-样品制备方法-涂层模型
将催化剂加入到14ml顶扣玻璃小瓶中的10g树脂质原料聚合物。催化剂的量为0.1g。扣紧顶部,并剧烈振荡小瓶直至混合。将所得溶液静置30分钟,此时如参考实例3中所述对样品进行刮涂。
实例1–烷氧基组合物
使用粘度为4000厘沲的成分(B1)硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷作为原料聚合物以及1.8g成分(C1)甲基三甲氧基硅烷作为交联剂,根据参考实例3的方法制备样品。以0.1%、1.0%和5.0%的量将下表中所示的催化剂作为成分(A)添加。
实例1
催化剂-用量(%) TFT 刮涂膜的外观
无(阴性对照) 未固化 未改变。
TNBT–0.1%(对照) 4天 平滑、透明、有光泽。
TNBT–1%(对照) <20小时 平滑、透明、有光泽、橡胶状
TNBT–5%(对照) 3.5小时 平滑、透明、有光泽、橡胶状
Nacure 4054–0.1% 23小时 平滑、透明、有光泽、轻微油滑。
Figure BDA00003885744600511
催化剂-用量(%) TFT 刮涂膜的外观
Nacure XP-333–1% <4天 平滑、轻微模糊、有光泽。
Nacure XP-333–5% 1小时50分钟 平滑、轻微模糊、有光泽。
单正十二烷基磷酸酯–0.1% 3.5小时 平滑、透明、有光泽。
单正十二烷基磷酸酯–1% 3小时 平滑、透明、有光泽。
单正十二烷基磷酸酯–5% 20分钟 平滑、轻微模糊、有光泽。
磷酸双乙基己酯–1% 1小时 平滑、轻微模糊、有光泽。
实例1表明在该烷氧基可固化聚二甲基硅氧烷组合物中,除了磷酸三丁酯和三丁基甲基磷酸铵以外,在不同的固化时间和催化剂用量下所有受试催化剂均可以固化组合物。
为了在恒定的催化剂和酸浓度下比较反应,计算催化剂的酸值。使用这各信息,可以基于添加到组合物的酸含量计算对等量的催化剂,从而更好地进行催化剂的比较。下表示出了为本研究中使用的所有酸性催化剂计算的固体含量以及酸值,从而对不同的催化剂提供一些比较。
催化剂组合物/固体含量和酸值。
Figure BDA00003885744600521
催化剂 固体(%) 酸值
Nacure XC–178 40-50 45
Nacure XC-C210 100 112
Nacure XC-207 50 47
在这各烷氧基可固化聚二甲基硅氧烷组合物中,在实例1的固化条件下,DOW
Figure BDA00003885744600531
4-6085催化固化的速度似乎比磷酸酯(例如Nacure4054)慢。DOW
Figure BDA00003885744600532
4-6085具有较高的固体含量以及酸值,因此存在更酸性的催化剂。不希望受理论的束缚,据认为由于使用DOW
Figure BDA00003885744600533
4-6085时在高浓度下观察到更模糊,在本实例2中制备的组合物中在DOW
Figure BDA00003885744600534
4-6085的高催化剂用量下,可能存在着与原料聚合物的不相容性,然而,DOW
Figure BDA00003885744600535
4-6085仍然能够催化这个组合物中的缩合反应。
在实例1的条件下,磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯催化固化的速度比DOW
Figure BDA00003885744600536
4-6085快。不希望受理论的束缚,据认为这是由于磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯在水解时为三价的而不是二价的。磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯和DOW
Figure BDA00003885744600537
4-6085的相容性在大多数催化剂用量下可能似乎较好,所得固化膜为透明且有光泽的,但DOW
Figure BDA00003885744600538
4-6085在实例1的组合物中在5%催化剂用量下表现为轻微模糊的膜。
下表示出了实例1中制备的未固化组合物在密闭容器中存储2天后的外观。当在不存在空气/水分的条件下存储时,它们大部分为透明的。例外的是包含Phospholan催化剂的组合物,其形成模糊或非常模糊的溶液并似乎显示出粘度增加。不希望受理论的束缚,据认为这是由于添加的催化剂具有高固体含量,两者均为100%固体而没有溶剂,Nacure XC-C207的情况也是如此,其也为模糊的并具有高催化剂固体含量。
实例1
催化剂-用量(%) 粘度的改变 2天以后的溶液的外观
无(阴性对照) 透明、无残余物。
TNBT–0.1%(对照) 透明、无残余物。
TNBT–1%(对照) 透明、无残余物。
TNBT–5%(对照) 透明、无残余物。
Nacure 4054–0.1% 透明、无残余物。
Nacure 4054–1% 稍微下降 透明、无残余物。
Figure BDA00003885744600541
催化剂-用量(%) 粘度的改变 2天以后的溶液的外观
单正十二烷基磷酸酯–1% 粘度更小 模糊、一定的浑浊浊度
单正十二烷基磷酸酯–5% 粘度更小 浑浊,具有浑浊的白色底部残余物
磷酸双乙基己酯–1% 粘度更小 透明、无残余物。
本实例显示了DOW CORNING 4-6085与本实例1的原料聚合物和交联剂具有充分的相容性,可以配制成包含硅烷醇封端的聚二有机硅氧烷原料聚合物和甲氧基硅烷交联剂的组合物。
实例2–烷氧基组合物
使用粘度为4000厘沲的成分(B1)硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷作为原料聚合物以及0.5g成分(C1)甲基三甲氧基硅烷作为交联剂,根据参考实例3的方法制备样品。以0.1%、1.0%和5.0%的量将下表中所示的催化剂作为成分(A)添加。
实例3
Figure BDA00003885744600551
Figure BDA00003885744600561
在实例2中,所有组合物与实例1中的组合物相比表现出更长的固化时间。实例1中较高的MTM水平似乎使得可以用较低的催化剂水平进行固化。所有固化的组合物都在1%和5%催化剂用量下与包含TNBT的对照相比具有更好或等同的固化时间,但是在实例2的条件下在0.1%催化剂用量下则更差。不希望受理论的束缚,据认为在低催化剂用量下性能较差可能是由于在交联剂能与原料聚合物反应并使组合物交联之前就经蒸发损失了交联剂。
总的来说,在存储2天之后实例2中的组合物的外观与实例1中的组合物相比更模糊,如下表中所示。在较高催化剂用量下观察到更为模糊。实例3中最不模糊的组合物包括TNBT(对照)、Nacure 4054、NacureXC-9207、磷酸三甲基甲硅烷基酯和DOW4-6085,其表现为透明溶液。
实例2
Figure BDA00003885744600572
Figure BDA00003885744600581
实例3–乙酰氧基组合物
使用粘度为4000厘沲的成分(B1)硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷作为原料聚合物以及1.8g成分(C2)甲基三乙酰氧基硅烷作为交联剂,根据参考实例3的方法制备样品。除了仅包含成分(B1)和(C2)的阴性对照以外,每个受试组合物均包含1%的下表中示出的催化剂。
实例3
催化剂 TFT 膜的外观
阴性对照 20小时 平滑、透明、有光泽。
TNBT(对照) 7分钟 平滑、透明、有光泽。
DDBSA <30秒 平滑、透明、有光泽。
K-Cure 1040 <3分钟 平滑、透明、有光泽。
K-Cure 129B 1分钟 平滑、透明、有光泽。
Figure BDA00003885744600591
在本实例3中,乙酰氧基可固化的聚二甲基硅氧烷组合物在没有催化剂的情况下在20小时内固化,但是添加催化剂显著提高了固化速率,大部分的催化剂都固化得比阴性对照更快。不希望受理论的束缚,据认为Nacure XP-297在广口瓶中固化的原因是由于这个催化剂能溶于水/IPA溶剂,该溶剂会立即水解甲基三乙酰氧基硅烷(MTA)从而导致固化。受试的含磷的酸和磺酸均固化了实例3的乙酰氧基组合物,其中大部分在几分钟内生成透明且有光泽的膜。不希望受理论的束缚,据认为磷酸三丁酯和三丁基铵磷酸二丁酯固化较差是因为这些化合物的酸性不足以在实例3的固化条件下固化乙酰氧基组合物。例外的是Phospholan PE169,磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯和单正十二烷基磷酸酯,它们虽然具有足够的酸性,但在没有催化剂的情况下,与空白样品相比不得到更快的固化。造成这种现象的原因尚不清楚。
2天后包含MTA的组合物的外观在下表中示出。大部分的组合物粘度增加。仅XP-297由于催化剂在水/IPA中而完全胶凝。包含磷腈氯化物的组合物粘度降低。所有样品表现为模糊的,这可能是由于固体MTA不完全混溶于组合物中。不希望受理论的束缚,据认为可以通过使用甲基三乙酰氧基硅烷和乙基三乙酰氧基硅烷的混合物来大大减少这种现象。
实例3
Figure BDA00003885744600601
Figure BDA00003885744600611
实例4-肟组合物
使用成分(B1)作为原料聚合物以及1.8g成分(C3)甲基三肟基硅烷作为交联剂,根据参考实例3的方法制备样品。除了阴性对照以外,每个样品包含1%催化剂。如参考实例3中那样评估消粘时间和外观。结果示于下列表中。
实例4
Figure BDA00003885744600621
在实例4的肟组合物中评估挑选的催化剂。经评估不能固化这个组合物的唯一催化剂为XP-297,其为溶于水/IPA的磷酸酯。不希望受理论的束缚,据认为这可能是由于肟交联剂在能与硅烷醇官能化的聚二甲基硅氧烷原料聚合物反应之前就迅速水解。在本实例4中大部分的催化剂都在几分钟内固化组合物并形成平滑透明的膜,甚至是包含磺酸催化剂的那些。在本实例4的组合物中,DOW
Figure BDA00003885744600623
4-6085催化固化的速度比DBTDL和TNBT这两个对照更快。
2天后实例4中制备的未固化样品的外观在下表中示出。大部分的含磷催化剂表现为使未固化组合物的粘度增加,XP-297则表现为凝胶。不希望受理论的束缚,据认为这个凝胶可能是由于催化剂包含水。在这个肟组合物中仅阳性对照TNBT和DBTDL以及Nacure 4054和磷酸双乙基己酯在2天之后得到透明的组合物。
实例4
Figure BDA00003885744600622
Figure BDA00003885744600631
实例5–具有催化剂的树脂
使用参考实例4中的方法制备并评估样品。成分(B2)为具有甲基倍半硅氧烷树脂的甲基甲氧基硅氧烷,其可从美国密西根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning Corporation(Midland,Michigan,USA))商购获得,被用作原料聚合物。除了阴性对照(其不包含催化剂)之外,每个样品包含1%催化剂。
实例5
Figure BDA00003885744600632
Figure BDA00003885744600641
实例5
Figure BDA00003885744600642
Figure BDA00003885744600651
实例6–具有直链原料聚合物的树脂质原料聚合物
如实例5中那样制备和评估样品,不同的是除了成分(B2)之外,还加入直链聚二甲基硅氧烷原料聚合物。该直链原料聚合物为羟基封端的聚二甲基硅氧烷,其粘度为12cP,硅烷醇含量为2.5%。在加入催化剂之前混合树脂和直链原料聚合物。按如上所述评估消粘时间和外观。结果示于下列表中。
实例6
Figure BDA00003885744600652
在实例6的甲氧基官能化树脂组合物中测试的催化剂中,Nacure XC-C207、Nacure XC-206、4-6085、磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯、Nacure XP-333、单正十二烷基磷酸酯和磷酸双乙基己酯以及DOW
Figure BDA00003885744600661
4-6085都表现出固化。用这个模型组合物测试的所有样品在2天后粘度均未变化。仅Nacure XP-297表现出一定程度的模糊;所有其他样品都是透明的。
实例6
Figure BDA00003885744600662
实例7
如实例6中那样制备和评估样品,例外的是先将直链原料聚合物和催化剂混合在一起,然后再与树脂质原料聚合物组合。按如上所述评估消粘时间和外观。结果示于下列表中。
实例7
催化剂 消粘时间 刮涂膜的外观
Nacure 4054 未固化 一些固化的区域,但透明且油滑。
Nacure XC-9207 未固化 一些固化的区域,但透明且油滑。
Nacure XC-C207 <2天 平滑、透明、有光泽、油滑。
在催化剂与直链原料聚合物预混合的甲氧基树脂组合物中,包含Nacure XC-C207、Nacure XC-206、DOW
Figure BDA00003885744600672
4-6085、磷腈氯化物、磷酸二丁酯、磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯和单正十二烷基磷酸酯的样品表现出固化,这由消粘时间所示。仅Nacure XP-297、磷腈氯化物和Phospholan PE65表现出一定程度的模糊;所有其他样品在存储超过2天之后均是透明的且无残余物。
实例7
Figure BDA00003885744600673
催化剂 粘度的改变 2天以后的未固化样品的外观
单正十二烷基磷酸酯 未改变。 透明、无残余物。
磷酸双乙基己酯 未改变。 透明、无残余物。
实例8
如实例6中那样制备样品,例外的是用另一不同的直链原料聚合物(即羟基封端的聚二甲基硅氧烷,其具有38至45cP范围内的粘度以及3.6%至4%范围内的硅烷醇含量)替代实例6中的直链原料聚合物。在添加催化剂之前将树脂与直链原料聚合物预混合。按如上所述评估消粘时间和外观。还按如上所述评估了2天以后的未固化组合物的粘度变化以及外观。结果示于下表中。
实例8
Figure BDA00003885744600681
实例8
催化剂 粘度的改变 2天以后的未固化样品的外观
Nacure 4054 未改变。 透明、无残余物。
Nacure XC-9207 未改变。 透明、无残余物。
Figure BDA00003885744600691
大部分的样品在本实例8的甲氧基树脂组合物中表现出良好的稳定性和相容性,这由储存之后外观透明且无残余物、粘度没有改变所示。在本实例8中,Nacure XC-C207和磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯催化组合物固化的速度比DBTDL对照快。
实例9
如实例7中那样制备样品,例外的是用在实例8中使用的直链原料聚合物替代实例7中使用的直链原料聚合物。先将直链原料聚合物与催化剂预混合在一起,然后再与树脂质原料聚合物组合。按如上所述评估消粘时间和外观。还按如上所述评估了2天以后的未固化组合物的粘度变化以及外观。结果示于下表中。
实例9
Figure BDA00003885744600692
催化剂 消粘时间 刮涂膜的外观
Phospholan PE169 未固化 透明且润湿。
磷酸二丁酯 未固化 透明、橡胶状且发粘
磷酸三丁酯 未固化 透明且润湿。
磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯 3小时 平滑、模糊、无光光洁度。
DBTDL(对照) <16小时 平滑、透明、有光泽。
Nacure XP-333 未固化 透明、有斑点且油滑
磷酸双乙基己酯 4天 透明、平滑、有光泽。
实例9
Figure BDA00003885744600701
大部分的样品在本实例9的甲氧基树脂组合物中表现出良好的稳定性和相容性,这由储存之后外观透明且无残余物、粘度没有改变所示。
实例10
如实例6中那样制备样品,例外的是用包含75%的羟基封端的聚二甲基硅氧烷和25%的甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷的直链原料聚合物混合物(该混合物的粘度为21cP)替代实例6中使用的直链原料聚合物。在添加催化剂之前将树脂与直链原料聚合物预混合。按如上所述评估固化样品的消粘时间和外观。还按如上所述评估了2天以后的未固化组合物的粘度变化以及外观。结果示于下表中。
实例10
实例10
Figure BDA00003885744600712
实例11
如实例7中那样制备样品,例外的是用实例10中使用的直链原料聚合物的混合物替代直链原料聚合物。先将催化剂与直链原料聚合物的混合物预混合,然后再与树脂质原料聚合物组合。按如上针对固化膜所述的方法评估消粘时间和外观。还按如上所述评估了2天以后的未固化组合物的粘度变化以及外观。结果示于下表中。
实例11表格
Figure BDA00003885744600721
实例11
Figure BDA00003885744600722
催化剂 粘度的改变 储存2天以后的未固化样品的外观
磷酸二丁酯 未改变。 透明、无残余物。
磷酸三丁酯 未改变。 透明、无残余物。
磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯 未改变。 透明、无残余物。
DBTDL(对照) 未改变。 透明、无残余物。
Nacure XP-333 未改变。 透明、无残余物。
单正十二烷基磷酸酯 未改变。 透明、无残余物。
磷酸双乙基己酯 未改变。 透明、无残余物。
工业适用性
所述实例表明了所测试的膦酸酯催化剂能够催化多种缩合反应可固化组合物中的缩合反应。膦酸酯催化剂与对照(例如有机锡化合物、有机钛化合物和在一些组合物实例中所测试的催化剂)相比表现出优越的性能。利用本文提供的说明和实例,本领域的技术人员能够使用膦酸酯缩合反应催化剂和上述其他成分配制多种组合物。
本文所述的组合物可以不含锡催化剂,如以上在背景技术部分中所描述的那些。不希望受理论的束缚,据认为膦酸酯催化剂在一些缩合反应可固化组合物中可以提供类似的或更好的固化性能,这可通过如下表明:与包含锡催化剂的相同组合物相比,某些磷酸盐在相同或较低的催化剂用量下能够提供更快的固化速度,或在较低的催化剂用量下提供类似的固化速度,如在上述实例中所示。
不希望受理论的束缚,据认为固化速度(根据参考实例2的方法通过消粘时间测定)可能受到成分(A)与组合物中其他成分的相容性的影响,即,固化速度可随着成分(A)在组合物中的均匀性的增加而增加。本领域的技术人员将认识到,有多种因素可以影响组合物中成分(A)的均匀性,包括成分(A)的溶解度参数、成分(A)的酸值、存在的成分(B)的类型和量以及任何额外成分的选择(例如溶剂的添加)。因此,为成分(A)选择的某种(磷酸酯/膦酸酯/磺酸)可以根据组合物中各成分的选择来催化多种原料聚合物上的可水解取代基的缩合反应。本领域的技术人员根据本文提供的说明和实例将能够配制包含成分(A)和(B)的多种组合物。

Claims (22)

1.一种组合物,其包含:
(A)膦酸酯缩合反应催化剂,和
(B)平均每分子具有一个或多个可水解取代基的原料聚合物,
其中所述组合物能够通过缩合反应进行反应。
2.一种组合物,其包含:
(A)膦酸酯缩合反应催化剂,和
(B)平均每分子具有一个或多个可水解取代基并具有聚有机硅氧烷主链的原料聚合物,
其中所述组合物能够通过缩合反应进行反应。
3.一种组合物,其包含:
(A)膦酸酯缩合反应催化剂,和
(B)平均每分子具有一个或多个可水解取代基并具有有机硅有机共聚物主链的原料聚合物,
其中所述组合物能够通过缩合反应进行反应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中成分(A)选自单体膦酸酯、聚合膦酸酯及其组合。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中成分(A)选自有机基膦酸酯、甲硅烷基膦酸酯或其组合。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中成分(A)包括有机基膦酸酯和甲硅烷基膦酸酯的组合。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中成分(A)具有平均通式(i):
Figure FDA00003885744500011
其中
每个A1独立地为单价烃基;
每个A2独立地选自氢原子、单价有机基团、式–SiA3 3的甲硅烷基,其中每个A3独立地为单价烃基或硅氧烷基团;并且
下标a的值为0或更大。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中每个A1独立地为烷基或烯基;
每个A2独立地为氢原子、烷基、烯基或甲硅烷基;每个A3独立地为烷基;并且下标a的值为0至50。
9.根据权利要求7所述的组合物,其中下标a的值大于0。
10.根据权利要求7所述的组合物,其中每个A1独立地为1至8个碳原子的烷基或1至8个碳原子的烯基;并且每个A2独立地为氢原子、1至4个碳原子的烷基,或甲硅烷基,其中与硅原子键合的每个基团A1独立地为1至4个碳原子的烷基。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其中成分(A)包括二乙烯基-二膦酸、乙烯基膦酸、乙烯基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、三甲基甲硅烷基乙烯基膦酸、乙烯基膦酸双(二甲基乙烯基甲硅烷基)酯、二甲基乙烯基甲硅烷基乙烯基膦酸、甲基膦酸二甲酯、辛基膦酸双(三甲基甲硅烷基)酯、辛基膦酸三甲基甲硅烷基酯和辛基膦酸、或其组合。
12.根据权利要求11所述的组合物,其中成分(A)包括辛基膦酸双三甲基甲硅烷基酯、辛基膦酸三甲基甲硅烷基酯和辛基膦酸的混合物。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物,其还包含至少一种选自下列的成分:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)增量剂、增塑剂、或其组合;(F)填料;(G)处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)链增长剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘结剂;(O)抗老化添加剂;(P)水释放剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)溶剂;(T)增粘剂;及其组合。
14.根据权利要求1所述的组合物,其中成分(B)包括聚合物主链,所述聚合物主链平均每分子具有一个或多个共价键合于其上的下式(ii)的基团:
其中每个D独立地表示氧原子或二价有机基团,每个X独立地表示可水解取代基,每个R独立地表示单价烃基,下标a表示0、1、2或3,下标b表示0、1或2,并且下标c的值为0或更大,前提条件是(a+c)的和至少为1,并且所述式中存在至少一个X。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物,其中成分(B)包括下式(I)的聚二有机硅氧烷:
Figure FDA00003885744500032
其中每个R1独立地为可水解取代基,每个R2独立地为单价有机基团,每个R3独立地为氧原子或二价烃基,每个下标d独立地为1、2或3,并且下标e为整数,其值足以为所述聚二有机硅氧烷提供在25℃下至少100mPa·s的粘度。
16.根据权利要求15所述的组合物,其中每个R3独立地为二价有机基团。
17.根据权利要求14所述的组合物,其中所述聚合物主链为有机的。
18.一种制备根据权利要求1至3中任一项所述的组合物的方法,其包括混合包含成分(A)和成分(B)的各成分。
19.根据权利要求18所述的方法,其还包括添加至少一种与成分(A)和(B)不同的另外的成分,其中所述至少一种另外的成分选自:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)增量剂、增塑剂、或其组合;(F)填料;(G)填料处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)链增长剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘结剂;(O)抗老化添加剂;(P)水释放剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)溶剂;(T)增粘剂;及其组合。
20.根据权利要求19所述的方法,其中存在成分(C),所述组合物为多部分组合物,并且成分(A)和成分(C)在单独的部分中储存。
21.根据权利要求1至17中任一项所述的组合物的反应产物。
22.根据权利要求21所述的反应产物,其中所述反应产物具有选自树胶、凝胶和橡胶的形式。
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