CN101353480A - 氨基官能团的聚硅氧烷以及基于此的组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的内容在于具有式III和IV的氨基官能聚硅氧烷,其制备方法及其作为粘结剂的用途,以及基于氨基官能聚硅氧烷的组合物,特别是聚硅氧烷酸式盐的无氯化物的稳定组合物以及其的制备及其用途。其中的R1和R2各自相互独立且分别表示有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,且1≤n≤8和1≤m≤8,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A为无机或有机的酸残基并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3且x≥2,且其实质上是以T-结构单元存在。氨基官能的聚硅氧烷还作为无机和有机表面之间的粘结剂或者用于以有机聚合物涂覆无机表面的过程中,且其中的氨基官能聚硅氧烷层厚度达到不超过800nm。
Description
技术领域:
本发明内容在于氨基官能的聚硅氧烷,其制备方法和作为粘结剂的用途,以及基于氨基官能的聚硅氧烷组合物,特别是聚硅氧烷酸式盐的氯化物含量低的稳定组合物,其的制备方法及其应用。
背景技术:
已知,诸如3-(N-乙烯基苄基-2-氨基乙基)氨丙基三甲氧基硅烷或3-(N-苄基-2-氨基乙基)氨丙基三甲氧基硅烷的官能化氨基硅烷的酸式盐可用作粘结剂。在US4902556、EP353766和US4849294中报道了在涂覆优选是铜和铁的金属时采用聚烯烃或环氧树脂作为粘结剂。根据EP338128、WO8800527、US4499152、US4382991、US4330444、DE2802242(适用于玻璃纤维上各种树脂体系的粘结剂)、EP-A-0845040或BE845040(用于平板玻璃上的环氧树脂的粘结剂以改善耐碱性)的技术方案可以实现在玻璃表面上运用粘结剂。同样也存在着用作各种有机聚合物中氧化物填料的粘结剂的可能性(JP01/259369、EP176062)。出于生态(例如减小CSB-值[废水中的化学需氧量数值])和安全性的考虑,优选要用于含水体系中。但所述的物质很难溶于水中。若不使用稳定化的添加剂或显著量的有机酸,则就不可能获得水性制剂并且也只能获得低于1%的很小的浓度(JP62/243624、US4499152、US4382991、US4330444、DE2802242)。
有一些文献中也记载了有机硅烷缩聚物的溶液,其的制备和应用。
DE-A-2648240中记载了水溶性甲硅烷基烷基胺氯化物,其适合作为无机载体之间的偶联剂。
US-A-5073195中公开了用以处理多孔表面的无水条件下制得的组合物,其是硅烷偶联剂和在硅原子上具有C1-C6烷基的三烷氧基硅烷形成的水溶液。所述溶液用于处理载体材料,如木材、水泥、石灰砂石或其他不具有反应活性的建材表面。
EP-A-0538551内容在于用以浸渍无机材料、特别是建筑材料的含有水性有机硅化合物的乳液。乳液含有水,至少一种烷氧基硅烷和任选的相同的低聚物,一种或多种阴离子表面活性剂和硅官能化的表面活性剂和常规助剂。表面活性基团通过在有机溶剂中与作为钠的醇盐形式存在的表面活性残基反应而引入到以氯化氢盐形式存在的烷基烷氧基硅烷。通过使用具有两个通道的高压均化器在8至80Mpa和10至70Mpa的压力下得到稳定的乳液,并且在第二加压步骤中压力降为20%。得到的液滴大小为<1μm。
E.P.Plueddemann在1984年1月16至19日召开的塑料工业协会的增强塑料/复合材料研究所第39次年会上报道了硅烷醇和硅氧烷作为偶联剂和用于上底漆的用途。
Plueddemann在US-A-3734763中描述了阳离子不饱和的氨基官能硅烷偶联剂。控制水解(CH3O)3Si(CH2)3NHCH2CH2NH2和(CH3O)3Si(CH2)3NHCH2CH2NHCH2C6H4-CH=CH2。水解产物可以部分进行缩合。在专利中还记载了大量有机官能化的胺和氨基硅烷与有机官能化的烷基卤化物在有机溶剂中进行的反应。产物可以用作有机和无机表面之间的粘结剂并也可用于上底漆。
发明内容:
因此,本发明的问题在于找寻到上述类型的合适的水溶液形式的官能化聚硅氧烷作为粘结剂。此外,还有一项任务在于提供稳定化的、特别是氯化物含量低的氨基官能聚硅氧烷的组合物,以及还提供一种制备其的方法。
所述任务可根据权利要求所述方案来完成。
官能化聚硅氧烷的制备这一问题可以通过特意地水解缩合具有如下通式VI的氨基官能化的硅烷酸式盐Z-Si(OR)3-zR3 z来解决,其中Z对应于通式V的氨基官能基团
-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (V)
R3 z(OR)3-zSi-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (VI)
其中R3和R是具有1至8个C原子的直链、支链或环状的烷基,R3和R优选具有1至4个C原子,并使得基团-OR可以对应于甲氧基、乙氧基或异或正丙氧基,而z=0或1,1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;且其中A对应于无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,或者
可以通过特意地水解聚合其中y,y*=0的式VI的氨基硅烷,
R3 z(OR)3-zSi-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (VI)
并接着通过与相应的官能化烷基盐反应形成水溶性的氨基官能的聚硅氧烷来得以解决,特别是形成N-取代的聚硅氧烷。
本发明的氨基官能聚硅氧烷也可以称作聚硅氧烷、有机缩聚物或者硅氧烷低聚物或高聚物。
本发明的氨基官能聚硅氧烷,特别是N-取代的聚硅氧烷相对于具有通式VI的纯官能化氨基硅烷而言具有水溶性的优点,从而使得聚硅氧烷在水性涂覆体系中无需添加稳定剂并且也能以很高的浓度来使用。
本发明的内容在于一种混合物,其包含具有链状、环状和/或交联的结构元素的氨基官能聚硅氧烷,其中所述的聚硅氧烷的链状和环状结构元素对应于理想通式I或II,
而氨基聚硅氧烷的T结构单元形式的交联的聚硅氧烷结构元素则对应于通式III,
其中的R1和R2各自相互独立且分别表示有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2代表芳基、芳烷基或芳烯基,优选表示苄基或乙烯基苄基,且1≤n≤8和1≤m≤8,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A为无机或有机的酸残基,特别优选A衍生自有机羧酸,并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3,特别优选c≥0.125,0.125≤(a+b)≤3,且其中低聚合度x≥2,该值基本上对应于理想的通式IV,
其中链状、环状结构元素的取代基R’由有机基团、烷氧基和/或羟基构成,而交联结构元素的取代基R’基本上由有机基团构成,并且聚硅氧烷基本上以通式IV的形式存在,其中所述的有机基团R’对应于如下通式V,
-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (V)
并且基团R’相同或不同,其中1≤n≤8;1≤m≤8,优选n=3而m=2,0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;A表示无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。
通式IV的聚硅氧烷的结构反应了低聚度x=8的六面体的理想化结构。因此,由氨基官能化的三烷氧基硅烷出发,将所有初始的三烷氧基官能团水解并缩合为Si-O-Si桥键。如果只是部分进行水解和/或缩合,则除了少量的除氨基官能团还具有烷基或羟基的链状和/或环状硅氧烷之外,还会形成立体交联的聚硅氧烷,而该结构无法通过理想化的六面体结构来再现。该过程中优选构造能量优化的三维结构,且例如所述结构可以是具有相应低聚度且基于四面体结构元素,六面体、八面体或十二面体结构元素的结构。其中,经由键角以及经由诸如浓度、反应时间等的反应条件来控制立体结构。通式IV不应是所有交联结构的描绘,而优选是基于R’-SiO1.5单元的交联结构。通式IV应只是具有8个Si单元的有机硅烷结构排布的一种可能。
氨基官能的聚硅氧烷的低聚度[x,参见式(III)]通常为≥2,特别是在3与20之间。低聚度为6,8,10以及12的诸如金字塔形或立方体形的空间结构是特别优选的;但也可以出现且发现一些相应的过渡形状。
特别优选低聚度≥4,其中x≥4且该值对应于每个分子的Si单元数。对于链状和/或环状的聚硅氧烷,总有g+2≥4或h+1≥4。总之,一些交联结构的低聚度也可以例如达到至多30个Si单元。
聚硅氧烷通常含有多于90%的这种T-结构单元。这可以由29Si-NMR-光谱法检测到。
胺氮原子上取代基的分布可以通过GC/MS-分析法计算得。
根据通式IV所示理想化的优选结构的聚硅氧烷,其基本上以T-结构单元的形式存在,
其中的有机基团R’基于式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]并且至少一个基团R’满足式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]·Hy*Ay,y≤1,y≤y*,并且其中的A为无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,且0≤a≤2,0≤b≤1,0≤(a+b)≤3。
优选含有通式(III)的氨基聚硅氧烷
其中基团R1、R2相互独立地分别对应于苄基或乙烯基苄基,基团Y同样可以相同或不同并且表示烷氧基或羟基或者O1/2,A表示有机羧酸的残基并且指数应符合0≤a≤2,0≤b≤1,c*≥c,c≥0.125,0.125≤(a+b)≤3且x≥2,其中所述的聚硅氧烷基本上以理想化的结构式(IV)所示的T-结构单元形式存在,
其中有机基团R’基于式[Ra 2NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]并且至少一个基团R’满足式[Ra 2NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]·Hy*Ay,y≤1且y≤y*,而R2,R1,A,a和b具有前述含义。如果使用诸如二羧酸或三羧酸来形成盐,则y*对应于2或3,而对于有机羧酸的二羧酸盐或三羧酸盐则y=1。
本发明的内容在于一种制备含有聚硅氧烷的方法,其中通过水解通式VI的化合物来进行制备,
R3 z(OR)3-zSi-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (VI)
其中的R3和R表示具有1至8个C原子的直链、支链或环状的烷基,并且R优选具有1至4个C原子,特别优选基团-OR是甲氧基、乙氧基、异-,正-丙氧基或2-甲氧基-乙氧基,并且z=0或1,1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y,y≤y*;0≤(a+b)≤3,且其中优选n=3而m=2;其中A为无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2),R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,特别优选R1和R2为苄基和/或乙烯基苄基,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。为进行水解,使用一摩尔的水量,这就对应于所用氨基化合物的0.25至4倍摩尔的硅含量。
根据另一方法,可以通过水解通式VIa的化合物
R3 z(OR)3-zSi-(CH2)n(NH)(CH2)m(NH2) (VIa)
并在后续的反应中使缩合物与通式VII的化合物反应,特别是与乙烯基苄基氯或苄基氯反应而制得聚硅氧烷,
X-R1或X-R2 (VII)
另外还令人惊奇地发现,苄基基团有生成三重取代基的倾向,但是也会出现取代基在伯氨基和仲氨基上的二取代产物。对于乙烯基苄基基团的取代,还不能确定是三重取代。
制备阳离子氨基聚硅氧烷时通过选择取代基R1和/或R2和所选的反应成分和反应条件(温度、反应时间和pH-值)来控制取代基在所具有的氮原子上的分布,并且确保不仅在伯氨基团上有端基取代,而且在仲氨基上也会进行取代。
为了保证在仲氮原子上取代,就要用水来控制低聚有机硅烷单体,并且反应在更高温度下通过主动加热在至少2小时的时间内进行。以一定的浓度使用特定合适的稳定剂。然后用甲醇钠来反应并接着用酸来中和。
并且,可以使反应混合物和/或所得的混合物中混入溶剂以调节粘度,或者去除在反应中所形成的溶剂。其中,作为溶剂可以特别考虑具有1至18个碳数的一元或多元、支链、非支链或环状的醇。溶剂的添加或去除可以在添加水的同时或之后进行。在除去有机溶剂时要注意的是,水解烷氧基硅烷的过程中会形成醇。这些醇可以例如以蒸馏的方式部分或完全去除。为稳定化所得的含有氨基官能聚硅烷的混合物,可以通过添加酸将pH值调节到低于4.5。
另外,本发明的内容还在于一种含有氨基官能聚硅氧烷的混合物,其根据在前述方案中所述的方法得到。
以下以例如具有式IIIa的本发明化合物来阐述该方法,
其中的HA表示氢氯化物,Y相同或不同并且Y表示烷氧基或羟基或O1/2并且x≥2,所述过程如下:
1.通过水解缩合官能化的氨基硅烷氢卤化物进行制备
在CH2=CH-C6H4-CH2-NH-(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3.HCl的甲醇溶液中混入其量相当于所用官能氨基硅烷氢氯化物的0.25至4倍(优选1.5倍)摩尔硅含量的水。水解聚合反应几小时后结束。所形成的与硅烷醇相平衡的低聚和高聚硅氧烷的混合物可以用作无机和有机表面之间的粘结剂,特别是在用无机、优选氧化物的填料、玻璃纤维或金属颗粒来增强有机聚合物时,或者是当用有机聚合物来涂覆优选是金属、金属氧化物或玻璃的无机表面时。
2.通过水解聚合氨基硅烷并接着通过与官能烷基卤化物反应以官能化而来进行制备
用相当于所用氨基硅烷的0.25至4倍(优选1.5倍)摩尔硅含量的水来水解聚合H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3,形成粘性液体。为了改善加工,可以用甲醇进行稀释。这时溶液是稀液态的。接着,与任选用甲醇稀释的一定物质量的乙烯基苄基氯(CH2=CH-C6H4-CH2-Cl)反应,且所述用量相当于所用氨基硅烷的摩尔量。最后得到与硅烷醇平衡的低聚和高聚的硅氧烷混合物。
所用的水的摩尔量对应于所用氨基硅烷的0.25至4倍摩尔硅含量。若水量更小,则水不会完全混溶。若水量过多则在水合物的合成中会产生沉淀。
本发明所制得的含有聚硅氧烷的混合物纯净状态下多数是高粘性或固态的。为改善操作,在优选是醇的溶剂中、特别优选在各种可以在水解时释放出来的醇中进行制备。优选使用具有1至18个碳原子的一元或多元、支链、非支链或环状的醇作为溶剂。
可以在带有加料装置的简易搅拌容器内制备本发明的含有氨基官能聚硅氧烷的混合物。优选将水解所需的水加入到硅烷溶液或纯净硅烷中。水的添加速率并无严格限制,只要能维持所述的浓度范围,并且将水解所形成的热导出。倘若产物含有链烯基,则要避免反应温度超过100℃,从而不致引发聚合。如果制备本发明的混合物时首先通过添加水来水解缩合氨基硅烷,则就要优选通过在先前制得的氨基聚硅氧烷中加入相应官能烷基盐、更优选官能烷基氯来反应生成官能化的氨基聚硅氧烷。为避免生成高粘性的产物和为了拦阻由于放热反应而引起的局部温度峰值,可以用溶剂稀释官能烷基氯。优选作为溶剂使用各种在水解缩合过程中会释放出来的醇。适当时可以在一个设备中进行两个反应步骤。官能氨基聚硅氧烷的浓度和溶液粘度可以通过蒸馏除去任选使用的溶剂或通过用溶剂稀释来进行调节。
本发明含有氨基官能聚硅氧烷的混合物,或者其组合物可以以任意比例与水相混,同时又不会即刻产生浑浊或沉淀析出。稀释水溶液的长期稳定性可以任选通过添加足够量的酸,优选醋酸将溶液的pH值调节到<4.5而实现。
本发明含有氨基官能聚硅氧烷的混合物适合作为无机和有机表面之间的粘结剂,特别是在用无机、优选氧化物的填料、玻璃纤维或金属颗粒增强有机聚合物时,以及在用有机聚合物涂覆优选是金属、金属氧化物或玻璃的无机表面时。
此外,本发明的内容在于含有至少一种低级醇和至少一种通式(III)的氨基官能聚硅氧烷的有机酸酸式盐的氨基官能聚硅氧烷组合物,特别的,其是氯化物含量低的且相对于聚硅氧烷混合物稳定的组合物。
根据通式III,R1和R2各自相互独立且分别对应有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,优选R1和R2表示苄基或乙烯基苄基,且1≤n≤8和1≤m≤8,并优选n=3且m=2,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A对应于有机的酸残基且优选衍生自有机羧酸,并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3和x≥2,其中优选c≥0.125,0.125≤(a+b)≤3,
在其中,优选a=0,1或2,b=0或1,c≥0.125、优选0.25至4、更优选0.5至2、特别优选0.75至1.5、特别优选是1,0.125≤(a+b)≤3、优选0.25≤(a+b)≤2、特别优选0.5≤(a+b)≤1,且x≥2、优选3至20、特别优选4,5,6,7,8,10以及12,
并且,上述物质基本上是以式(IV)表示的T-结构单元的形式存在,
其中的有机基团R’对应于通式V,
-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (V)
基团R’相同或不同并且1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;优选y≥1、优选为1或2,A是无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。在一个优选实施方式中,R1和R2相互独立地分别对应于苄基和/或乙烯基苄基,且p=1和q=1,n=3且m=2;c>0.125,0.125≤(a+b)≤3且x≥2,并且至少在一个基团-R’中A衍生自有机羧酸并且y≥1。这些有机酸残基A可以衍生自的有机羧酸的例子是蚁酸、醋酸、丙酸、柠檬酸、草酸、乳酸、富马酸或它们的混合物。显而易见,对于技术人员来说也可以采用其他常规的有机羧酸。
作为低级醇可以特别考虑甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇或叔丁醇以及这些醇的混合物。如有需要,也可以添加二羟基化合物,如乙二醇或类似化合物,从而对溶液的溶解性和/或稳定性进行修饰。
作为稳定剂可以添加诸如抗氧剂的组合物,抗氧剂例如3,5-二叔丁基儿茶酚、2,5-二叔丁基氢醌、4-叔丁基焦儿茶酚、2,4-二叔丁基酚、氢醌单甲醚、2,6-二叔丁基-对甲酚或者抗氧剂的混合物。
组合物中氨基官能的聚硅氧烷的浓度较好地要在0.1至80重量%,优选30至60重量%,特别优选40至50重量%,以溶液总重量计。
溶液含有相对于溶液总重量<1.0重量%、<0.5重量%的氯化物。
另外,本发明的溶液还可以含有14至99.9重量%、优选19至99.8重量%的醇,以溶液的总重量计。
这里所述的溶液的组分或成分总和均为100重量%。
通过除去或添加低级醇可以调节浓度。
本发明的溶液优选具有小于10的pH值,特别优选pH值为6至9。
现已极其惊奇地发现,在涂覆于载体材料上时T-结构会分解并形成实质上更为均匀且更厚的层,且其是由单体官能化的硅烷所涂覆形成的层。
若使用单体硅烷,则只能得到10至50nm、更好约20nm的层。而利用本发明的聚硅氧烷则可以使层厚高达800nm,特别是能达到20至200nm。
层厚度可以通过阴极辐射雾化法经由损耗时间来计算得到。
若不受特定理论束缚,从中可以推断,层本身由网络构成,并且其中的有机基团R向上取向并且富积在层的表面上。
这一浓度梯度可以通过AUGER-光谱法测得,其中要测定元素Si、O和C。
本发明的内容也在于一种制备含有氨基官能聚硅氧烷的组合物的方法,且所述组合物包含至少一种低级醇和至少一种具有通式III的氨基官能聚硅氧烷的有机酸酸式盐,特别的,所述组合物相比于含有氨基官能聚硅氧烷的混合物是稳定的且/或氯化物含量低,
其中的R1和R2各自相互独立且分别对应有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,优选R1和R2表示苄基和/或乙烯基苄基,且1≤n≤8和1≤m≤8,并特别优选n=3且m=2,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A对应于有机的酸残基且特别优选是有机羧酸并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3,特别优选c≥0.125且0.125≤(a+b)≤3,并且低聚度为x≥2,
并且,其基本上以下式(IV)所示的T-结构单元的形式存在并且
有机基团R’对应于通式V,
-(CH2)n(NH1-b)R1 b(CH2)m(NH2-a)R2 a.Hy*Ay (V)
其中基团R’相同或不同并且1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;A是无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8,特别是1≤p≤8;1≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,并且特别优选R1和R2相互独立地分别为苄基或乙烯基苄基,且p=1和q=1,n=3和m=2,c>0.125,0.125≤(a+b)≤3且x≥2并且至少一个基团-R’中A为有机羧酸且y≥1,
所述方法为,
(i)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与NaOH反应,分离掉所析出的NaCl并使所得的游离胺与有机酸A反应;或
(ii)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与有机酸A的钠盐反应,分离所析出的NaCl;或者
(iii)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与钠的低级醇的醇盐反应,分离所析出的NaCl并使所得的游离胺与有机酸A反应;并且
(iv)获得氨基官能聚硅氧烷的有机酸A的酸式盐在低级醇中形成的溶液。
溶液含有<1.0重量%、优选<0.5重量%的氯化物,以溶液总重量计。
质子化的氨基官能聚硅氧烷在溶液中的含量可以为0.1至80重量%、优选30至60重量%、特别优选40至50重量%,以溶液的总重量计。
此外,本发明的溶液可以含有14至99.9重量%、优选19至99.8重量%的醇,以溶液的总重量计。
这里所述的溶液的成分或组分总和均为100重量%。
通过除去或添加低级醇可以调节浓度。
本发明化合物的结构是复杂的,因为其所涉及到的是具有T-结构以及任选具有不同N-取代的硅氧烷的物质混合物。
氨基官能的聚硅氧烷的低聚度[x,参见式(III)]通常为≥2,特别是在3与20之间。低聚度为6,8,10以及12的诸如金字塔形或立方体形的空间结构是特别优选的;但也可以出现且发现一些相应的过渡形状。
聚硅氧烷通常含有多于90%的这种T-结构单元。这可以由29Si-NMR-光谱法检测到。
胺氮原子上取代基的分布可以通过GC/MS-分析法计算得。
另外还令人惊奇地发现,苄基基团有生成三重取代基的倾向,但是也会出现取代基在伯氨基和仲氨基上的二取代产物。对于乙烯基苄基基团的取代,还不能确定是三重取代。
制备阳离子氨基聚硅氧烷时通过选择取代基R1和/或R2和所选的反应成分和反应条件(温度、反应时间和pH-值)来控制取代基在所具有的氮原子上的分布,并且确保不仅在伯氨基团上有端基取代,而且在仲氨基上也会进行取代。
为了保证在仲氮原子上取代,就要用水来控制低聚有机硅烷单体,并且反应在更高温度下通过主动加热在至少2小时的时间内进行。以一定的浓度使用特定合适的稳定剂。然后用甲醇钠来反应并接着用酸来中和。
衍生自有机酸的、以构成酸式盐的有机酸残基(A)选自例如蚁酸、醋酸、丙酸、柠檬酸、草酸、乳酸或它们的混合物。显而易见,对于技术人员也可以选用其他可能的有机酸。
本发明的溶液优选具有小于10的pH值,特别优选pH值为6至9。
业已用于氯化氢盐的制备中的低级醇优选也能用作制备本发明的有机羧酸酸式盐的溶剂。
低级醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇或叔丁醇和它们的混合物。
除了通过形成有机羧酸的酸式盐来稳定氨基官能的聚硅氧烷外,还可以优选协同使用其量为相对于溶液总重量0.1至6重量%、更优选0.05至4重量%、特别优选0.1至1重量%的其他稳定剂。
合适的稳定剂是诸如3,5-二叔丁基儿茶酚、2,5-二叔丁基氢醌、4-叔丁基焦儿茶酚、2,4-二叔丁基酚、氢醌单甲醚、2,6-二叔丁基-对甲酚。
本发明的组合物,特别是稳定化的组合物能有益地适合涂覆不同的载体材料,且适当时要在用水稀释了之后。
因此,可以将例如0.1至100重量份、优选2至20重量份且特别含有约40重量%活性成分的本发明溶液与300重量份的水混合,同时由该混合物有益地在小于2分钟的时间内得到澄清可最终使用的制剂。
作为载体材料可以考虑玻璃,玻璃纤维,金属及其氧化物诸如铝、铜、钢、镀锌的表面、钛、锆、钛和锆的混合氧化物、硅、无机填料如Al(OH)3,Mg(OH)2,云母、Al2O3,以及还有合成聚合物特别是极性的和官能的聚合物,如聚酰胺和聚酯,和极性聚合物如聚烯烃且其适当时可通过物理预处理来官能化,具有相应官能基团的天然材料如纸张、棉花、丝绸、皮革。
本发明的氨基官能聚硅氧烷的组合物可以用作无机和有机表面之间的粘结剂。它们也可以用于用无机填料、玻璃纤维或金属颗粒来增强有机聚合物,或者用于用无机的氧化物填料来增强有机聚合物。它们还可以用于用有机聚合物来涂覆无机表面或者用于用有机聚合物来涂覆金属、金属氧化物或玻璃。
现已极其惊奇地发现,在涂覆于载体材料上时T-结构会分解并形成实质上更为均匀且更厚的层,且其是由单体官能化的硅烷所涂覆形成的层。
若使用单体硅烷,则只能得到10至50nm、更好约20nm的层。而利用本发明的聚硅氧烷则可以使层厚高达800nm,特别是能达到20至200nm。
层厚度可以通过阴极辐射雾化法经由损耗时间来计算得到。
若不受特定理论束缚,从中可以推断,层本身由网络构成,并且其中的有机基团R向上取向并且富积在层的表面上。
这一浓度梯度可以通过AUGER-光谱法测得,其中要测定元素Si、O和C。
具体实施方式:
以下根据实施例来阐述本发明。
实施例:
实施例1
通过水解缩合[CH2=CH-C6H4-CH2-NH-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3]HCl(VIb)来制备氨基官能的聚硅氧烷
在可加热的且配备有氮气叠加装置、蒸馏装置和滴液漏斗的2-1-三颈烧瓶中预置入750g 50重量%的VI(硅含量3.74重量%)的甲醇溶液。接着,边搅拌边缓慢加入27g水(相当于相对每mol所用的硅1.5mol的水)。然后在环境压力下通过蒸馏将27g甲醇从反应混合物中除去。然后再加热溶液约3小时到60℃。溶液具有3.74重量%的硅含量。
实施例2
通过水解缩合[C6H5-CH2-NH-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3]HCl(VIc)来制备官能化的氨基聚硅氧烷
在可加热的且配备有氮气叠加装置、蒸馏装置和滴液漏斗的2-1-三颈烧瓶中预置入697g 50重量%的VII(硅含量4.01重量%)的甲醇溶液。接着,边搅拌边缓慢加入27g水(相当于相对每mol所用的硅1.5mol的水)。然后在环境压力下通过蒸馏将27g甲醇从反应混合物中除去。然后再加热溶液约3小时到60℃。溶液具有4.01重量%的硅含量。
实施例3
由水解缩合的NH2-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3(VId)和与CH2=CH-C6H4-CH2-Cl(VIIa)的反应制备官能化的氨基聚硅氧烷
在可加热的且配备有氮气叠加装置、回流冷却器和滴液漏斗的1-1-三颈烧瓶中预置入222g氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。接着边搅拌边缓慢加入27g水(相当于每mol所用的硅1.5mol)。将反应混合物加热到约60℃。通过加热保持温度1小时。然后补加入105g甲醇。接着边搅拌边缓慢加入混以104.5g甲醇的152.5g乙烯基苄基氯。通过冷却(在加料过程中)和其后加热约3小时保持在64℃。冷却后用138g甲醇稀释硅含量到3.74重量%。
实施例4
由水解缩合的NH2-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3(VIe)和与C6H5-CH2-Cl(VIId)的反应制备官能化的氨基聚硅氧烷
在可加热的且配备有氮气叠加装置、回流冷却器和滴液漏斗的1-1-三颈烧瓶中预置入222g氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。接着边搅拌边缓慢加入27g水(相当于每mol所用的硅1.5mol)。将反应混合物加热到约60℃。通过加热保持温度1小时。然后补加入92g甲醇。接着边搅拌边缓慢加入混以91.5g甲醇的126.5g苄基氯。通过冷却(在加料过程中)和其后加热约3小时保持温度在64℃。冷却后用138g甲醇稀释硅含量到4.01重量%。
实施例5
制备实施例1的产品的水溶液:在搅拌容器中预置入92g的水并边搅拌边混入8g实施例1的产品。最后得到硅含量为0.32重量%的澄清溶液。通过用醋酸酸化到pH值为4,可以避免随着时间而出现的浑浊现象。
实施例6
制备实施例2的产品的水溶液:在搅拌容器中预置入92g的水并边搅拌边混入8g实施例2的产品。最后得到硅含量为0.30重量%的澄清溶液。通过用醋酸酸化到pH值为4,可以避免随着时间而出现的浑浊现象。
实施例7
制备实施例3的产品的水溶液:在搅拌容器中预置入92g的水并边搅拌边混入8g实施例3的产品。最后得到硅含量为0.32重量%的澄清溶液。通过用醋酸酸化到pH值为4,可以避免随着时间而出现的浑浊现象。
实施例8
制备实施例4的产品的水溶液:在搅拌容器中预置入92g的水并边搅拌边混入8g实施例4的产品。最后得到硅含量为0.30重量%的澄清溶液。通过用醋酸酸化到pH值为4,可以避免随着时间而出现的浑浊现象。
实施例9(对比例)
[CH2=CH-C6H4-CH2-NH-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3]HCl(VIb)的溶解试验
水中:在搅拌容器中预置入92g的水并在搅拌条件下混入8g VI的50重量%甲醇溶液(Si-含量:3.74重量%),立即产生了沉淀,得不到均匀溶液。总溶液的理论硅含量为0.30重量%。
实施例10(比较例)
[C6H5-CH2-NH-(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3]HCl(VIc)的溶解试验
水中:在搅拌容器中预置入92g的水并在搅拌条件下混入8g VII的50重量%甲醇溶液(Si-含量:4.01重量%),得到非均匀的浑浊溶液。总溶液的理论硅含量为0.32重量%。
实施例11
作为玻璃纤维浆液的用途
根据DIN 53390,将一束经水上浆的玻璃纤维(Vetrotex EC 10,120tex)强力浸渍于硅烷浆液中并接着在80℃下干燥1小时,其中所述的硅烷浆液通过在水中搅拌加入表1的有机硅烷或有机硅烷缩聚物而制得,并且其用醋酸将pH值调节到3.5至4.5。将玻璃纤维束牵引到一个填充有树脂且具有0.4cm内径和75cm长度的经校准的圆形玻璃管中,接着用树脂固化。玻璃纤维的份数为60重量%。将成型后的玻璃纤维复合材料圆形棒从玻璃管中取出并进行后固化。将固化后的棒材均切割为5cm的长度,并且一半保持未处理,另一半则在蒸馏水作用72小时后测试其弯曲强度。
表1
实施例12
作为填料涂层的用途
在快速混合器中通过加入表2所示的2.5重量份(0.5%)的有机硅烷或有机硅烷颗粒浓缩物来涂覆500重量份的Cristobalitmehl(SF 3000,Quarzweke GmbH)并接着在80℃下加热0.5小时。在将156重量份任选经涂覆的Cristobalitmehl搅拌加入到144重量份的UP-Harz(Vestopal 155,)中-填充度:52%-并在20℃的温度下恒温处理之后,用Brookfield粘度计测量粘度。接着添加2.9g过氧化二苯甲酰和1.4g钴促进剂(1%),混合均化混合物,脱气并浇铸入一个金属模具中,在室温固化2小时并在110℃下后固化2小时之后,从模具中得到大小为20×20×0.4cm的片材,并且使其一半保持未处理,另一半则在蒸馏水作用16小时后测试其弯曲强度。
表2
实施例13和14
对于该两个实施例,采用带有强烈冷却器、搅拌器、滴液漏斗、量热计、温度调节油浴、氮气氛、冰浴冷却装置和压滤器或吸滤器的1或2升容量的4-颈烧瓶。
实施例13
制备基本上作为醋酸酸式盐形式存在的N’-氨乙基-N-乙烯基苄基-N-氨丙基聚硅氧烷
混和145g的N’-氨基乙基-N-氨基丙基三甲氧基硅烷和84.7g甲醇。接着添加17.5g水。然后搅拌反应混合物1小时。将油浴调节到50℃的温度。如果达到了该温度,则在一小时内加入99.5g的乙烯基苄基氯。并且塔底温度达到64℃。后反应时间为2小时。接着快速滴加120.3g 30重量%溶于甲醇的甲醇钠溶液。同时利用冰浴来冷却反应混合物。经由吸滤器过滤所形成的氯化钠盐。用52g甲醇洗涤NaCl。共同导入淋洗的甲醇和滤液并用溶于39g醋酸的0.5g 4-(叔丁基)焦儿茶酚来稳定并中和。最后得到500g的产品甲醇溶液(100%理论值)。分离得到58.5gNaCl。目标产品的实际得率为440g(88%)。由于掺杂了所分离的盐从而造成了损失。
物理数据:
pH值7.0;燃点约11℃;密度0.94g/ml;粘度19mPas;Si-含量3.5重量%;N-含量3.4重量%;Hydrol.氯化物0.34重量%。
实施例14
制备基本上以醋酸酸式盐形式存在的N’-氨基乙基-N-乙烯基苄基-N-氨基丙基聚硅氧烷
混和312g的N’-氨基乙基-N-氨基丙基三甲氧基硅烷和158g甲醇。接着添加158g水。然后搅拌反应混合物1小时。将油浴调节到50℃的温度。如果达到了该温度,则在一小时内加入177g的乙烯基苄基氯。并且塔底温度达到64℃。后反应时间为2小时。接着快速滴加252g 30重量%溶于甲醇的甲醇钠溶液。同时利用冰浴来冷却反应混合物。经由吸滤器过滤所形成的氯化钠盐。用104g甲醇洗涤NaCl。共同导入淋洗的甲醇和滤液并用溶于88g醋酸的0.25g 2,6-二叔丁基-对-甲酚来稳定并中和。最后得到1000g的产品甲醇溶液(100%理论值)。分离得到129gNaCl。目标产品的实际得率为940g(94%)。由于掺杂了所分离的盐从而造成了损失。
物理数据:
pH值7.0;燃点约10℃;密度0.944g/ml;粘度11mPas;Si-含量3.7重量%;N-含量3.7重量%;Hydrol.氯化物0.30重量%。
Claims (41)
1.混合物,其包含具有链状、环状和/或交联的结构元素的氨基官能聚硅氧烷,其中所述的聚硅氧烷的链状和环状结构元素对应于理想通式I或II,
而氨基聚硅氧烷的T结构单元形式的交联的聚硅氧烷结构元素则对应于通式III,
其中的R1和R2各自相互独立且分别表示有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2代表芳基、芳烷基或芳烯基,且1≤n≤8和1≤m≤8,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A为无机或有机的酸残基并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3且x≥2,其基本上对应于理想的通式IV,
其中链状、环状结构元素的取代基R’由有机基团、烷氧基和/或羟基构成,而交联结构元素的取代基R’基本上由有机基团构成,
其特征在于
聚硅氧烷基本上以通式IV的形式存在,其中所述的有机基团R’对应于如下通式V,
并且基团R’相同或不同,其中1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;A表示无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。
2.如权利要求1所述的聚硅氧烷,其特征在于,n=3且m=2。
3.如权利要求1所述的聚硅氧烷,其特征在于,1≤p≤8;1≤q≤8和0.125≤c;0.125≤(a+b)≤3。
4.如权利要求1所述的聚硅氧烷,其特征在于,低聚度优选为≥4,并且其中x≥4和/或对于链状g+2≥4而对于环状h+1≥4。
5.如权利要求1所述的聚硅氧烷,其特征在于,其基本上以理想通式(IV)的T-结构单元的形式存在,
其中的有机基团R’基于式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]并且至少一个基团R’满足式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]·Hy*Ay,y≤1,y≤y*,并且其中的A为无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2代表-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,且0≤a≤2,0≤b≤1,0≤(a+b)≤3。
6.如权利要求1所述的聚硅氧烷,其特征在于,含有通式(III)的氨基聚硅氧烷,
其中基团R1、R2相互独立地分别对应于苄基或乙烯基苄基,基团Y相同或不同并且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A表示有机羧酸的残基并且0≤a≤2,0≤b≤1,c*≥c,c≥0.125,0.125≤(a+b)≤3且x≥2,其中所述的聚硅氧烷基本上以理想化的结构式(IV)所示的T-结构单元形式存在,
其中有机基团R’基于式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]并且至少一个基团R’满足式[Ra 2-NH(2-a)(CH2)2NH(1-b)Rb 1-(CH2)3-]·Hy*Ay,y≤1且y≤y*,而R2,R1,A,a和b具有前述含义。
7.制备特别是如权利要求1所述的聚硅氧烷混合物的方法,其特征在于,通过水解通式VI的化合物来进行制备,
其中的R3和R表示具有1至8个C原子的直链、支链或环状的烷基,并且z=0或1,1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y,y≤y*;0≤(a+b)≤3;其中A为无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2),R2表示-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,通过水解通式VIa的化合物
R3 z(OR)3-zSi-(CH2)n(NH)(CH2)m(NH2) (VIa)
并在后续反应中使缩合物与通式VII的化合物反应来进行制备
X-R1或X-R2 (VII)
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于,使用溶剂来调节粘度。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,作为溶剂使用一元或多元的且碳数为1至18的支链、非支链或环状的醇。
11.如权利要求7所述的方法,其特征在于,使用一摩尔的水量来进行水解,该量对应于所用氨基化合物的0.25至4倍摩尔的硅含量。
12.如权利要求7所述的方法,其特征在于,R1和/或R2是苄基或乙烯基苄基。
13.如权利要求8所述的方法,其特征在于,用于反应的芳烷基化合物是乙烯基苄基氯或苄基氯。
14.如权利要求7所述的方法,其特征在于,n=3且m=2。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,在添加水的同时或者在添加水之后蒸馏去除有机溶剂。
16.如权利要求7所述的方法,其特征在于,通过添加酸将pH值调节到低于4.5。
17.根据权利要求7至16之一所得到的含有氨基官能聚硅氧烷的混合物。
18.如权利要求1至5之一或者特别如权利要求17所述的聚硅氧烷的用途,用作无机和有机表面之间的粘结剂,特别是在用无机、优选氧化物的填料、玻璃纤维或金属颗粒来增强有机聚合物时,或者是当用有机聚合物来涂覆优选是金属、金属氧化物或玻璃的无机表面时。
19.含有至少一种低级醇和至少一种通式(III)的氨基官能聚硅氧烷的有机酸酸式盐的氨基官能聚硅氧烷组合物,
其中,R1和R2各自相互独立且分别对应有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,且1≤n≤8和1≤m≤8,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A对应于有机的酸残基并且0≤a≤2,0≤b≤1,c*≥c,c≥0,0≤(a+b)≤3和x≥2,
并且,上述物质基本上是以式(IV)表示的T-结构单元的形式存在,
其中的有机基团R’对应于通式V,
其中基团R’相同或不同并且1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;A是无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基。
20.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,R1和R2相互独立地分别为苄基或乙烯基苄基,且p=1和q=1,n=3和m=2;c>0.125,0.125≤(a+b)≤3和x≥2,且至少在一个基团R’中A衍生自有机羧酸且y≥1。
21.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,有机酸残基A衍生自蚁酸、醋酸、丙酸、柠檬酸、草酸、乳酸或它们的混合物。
22.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,低级醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇或叔丁醇或它们的混合物。
23.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,作为其他成分含有至少一种稳定剂,且其选自3,5-二叔丁基儿茶酚、2,5-二叔丁基氢醌、4-叔丁基焦儿茶酚、2,4-二叔丁基酚、氢醌单甲醚、2,6-二叔丁基-对甲酚和它们的混合物。
24.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,氨基官能的聚硅氧烷的有机酸的酸式盐含量为0.1至80重量%,以溶液总重量计。
25.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,含有相对于溶液总重量<1.0重量%的氯化物。
26.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,醇的含量为14至99.9重量%,以溶液的总重量计。
27.如权利要求19所述的组合物,其特征在于,溶液的pH值为小于10。
28.制备特别如权利要求19所述的组合物的方法,且所述组合物包含至少一种低级醇和至少一种具有通式(III)的氨基官能聚硅氧烷的有机酸酸式盐,
其中的R1和R2各自相互独立且分别对应有R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,且1≤n≤8和1≤m≤8,Y相同或不同且Y表示烷氧基或羟基或者O1/2,A对应于有机的酸残基并且0≤a≤2,0≤b≤1,c≥0,c*≥c,0≤(a+b)≤3和x≥2,
并且,其基本上以下式(IV)所示的T-结构单元的形式存在并且
有机基团R’对应于通式V,
其中基团R’相同或不同并且1≤n≤8;1≤m≤8;0≤a≤2;0≤b≤1;0≤y;y≤y*,0≤(a+b)≤3;A是无机或有机的酸残基,R1为-(CH2)pAr1,-(CH)pAr1,-(CH)pAr1-(CHCH2)或-(CH2)pAr1-(CHCH2)和/或R2对应于-(CH2)qAr2,-(CH)pAr2,-(CH)pAr2-(CHCH2)或-(CH2)pAr2-(CHCH2)-一组,并且其中0≤p≤8;0≤q≤8以及Ar1和Ar2对应于芳基、芳烷基或芳烯基,
所述方法为,
(i)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与NaOH反应,分离掉所析出的NaCl并使所得的游离胺与有机酸A反应;或
(ii)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与有机酸A的钠盐反应,分离所析出的NaCl;或者
(iii)使溶于低级醇中的相应的氯化氢盐与钠的低级醇的醇盐反应,分离所析出的NaCl并使所得的游离胺与有机酸A反应;并且
(iv)获得氨基官能聚硅氧烷的有机酸A的酸式盐在低级醇中形成的溶液。
29.如权利要求28所述的方法,其特征在于,R1和R2相互独立地分别为苄基或乙烯基苄基,且p=1和q=1,n=3和m=2,c>0.125,0.125≤(a+b)≤3且x≥2并且至少在一个基团-R’中A为有机羧酸且y≥1。
30.如权利要求28所述的方法,其特征在于,有机羧酸残基A衍生自蚁酸、醋酸、丙酸、柠檬酸、草酸、乳酸或它们的混合物。
31.如权利要求28所述的方法,其特征在于,低级醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、异丁醇、正丁醇或叔丁醇或它们的混合物。
32.如权利要求28所述的方法,其特征在于,在步骤(iv)之前添加的溶于有机酸Hy*Ay中的附加稳定剂选自3,5-二叔丁基儿茶酚、2,5-二叔丁基氢醌、4-叔丁基焦儿茶酚、2,4-二叔丁基酚、氢醌单甲醚、2,6-二叔丁基-对甲酚和它们的混合物。
33.根据权利要求28至32之一得到的含有基于氨基官能聚硅氧烷有机酸的酸式盐的组合物。
34.如权利要求33所述的组合物,其特征在于,其中氯化物含量为<1重量%,以组合物总重量计。
35.如权利要求19至27之一或者特别如权利要求34所述的组合物作为无机和有机表面之间粘结剂用的用途。
36.如权利要求19至27之一或者特别如权利要求34所述的组合物的用途,用于以无机填料、玻璃纤维或金属颗粒来增强有机聚合物的过程中。
37.如权利要求36所述的组合物的用途,用于以无机的氧化物填料增强有机聚合物的过程中。
38.如权利要求19至27之一,特别是如权利要求34所述的组合物的用途,用于以有机聚合物涂覆无机表面的过程中。
39.如权利要求38所述的用途,用于以有机聚合物涂覆金属、金属氧化物或玻璃的过程中。
40.如权利要求37所述的用途,其中氨基官能聚硅氧烷的层厚度为>20至800nm。
41.如权利要求38所述的用途,其中氨基官能聚硅氧烷的层厚度为>20至800nm。
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