CN104812844B - 基于有机氧基硅烷封端聚合物的可交联组合物 - Google Patents

基于有机氧基硅烷封端聚合物的可交联组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含以下的可交联组合物:(A)100重量份的式Y‑[(CR1 2)b‑SiRa(OR2)3‑a]x(I)的化合物;(B)0.1至30重量份的包含式DSi(OR3)dR4 eO(3‑d‑e)/2(II)的单元的有机硅化合物;(C)0.1至30重量份的包含式ESi(OR5)gR6 hO(3‑g‑h)/2(III)的单元的有机硅化合物,和至少一种另外的组分,选自组分(D)0.1至30重量份的不同于组分(B)和(C)的烷氧基硅烷;和(E)1至500重量份的不同于组分(B)和(C)、包含式R7 i(R8O)jSiO(4‑i‑j)/2(IV)的单元的硅酮树脂,其中,基团和指数具有权利要求1中指出的意义,条件是组分(B)和(C)中所有Si原子的至少15%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h等于1。本发明进一步涉及一种用于制备所述组合物的方法,以及涉及其作为具体用于粘结基板的粘合剂和密封剂的用途。

Description

基于有机氧基硅烷封端聚合物的可交联组合物
技术领域
本发明涉及硅烷交联预聚物的可交联组合物,涉及生产它们的方法以及其作为粘合剂和密封剂、更具体地用于粘结基板的用途。
背景技术
具有反应性烷氧基甲硅烷基基团的聚合物体系有着悠久的历史。在接触水或大气水分时,这些烷氧基硅烷封端的聚合物甚至能够在室温进行彼此缩合,伴随着消去烷氧基基团。这类材料的最重要应用之一是生产粘合剂,更具体地是弹性粘合剂体系。
然后基于烷氧基硅烷交联聚合物的粘合剂在完全固化状态下表现出非常良好的机械性质,不仅能够是高度弹性的而且能够具有拉伸强度。相对于多种其他粘合剂和密封剂技术(例如,相对于异氰酸酯交联体系),硅烷交联体系的另一个关键优势是预聚物的毒理学安全性。多种应用优选与大气水分接触时固化的单组分体系(1K体系)。符合现有技术的许多体系的劣势是低反应性,具体地是需要积极的催化作用。因此,考虑中的混合物通常包含相当量的毒理学不安全锡催化剂。
此处的一个优势是使用称为α-硅烷封端的预聚物,该α-硅烷封端的预聚物具有通过亚甲基间隔子(spacer)连接至相邻的尿烷单元的反应性烷氧基甲硅烷基基团。这类化合物是高反应性的,并且既不需要锡催化剂也不需要强酸或强碱以达到与空气接触时的高固化速率。商业可获得的α-硅烷封端的预聚物是Wacker-Chemie AG的STP-E10或STP-E30。
然而,所有硅烷交联粘合剂所具有的劣势是不能对每种材料表现出充分的粘附性。这具体影响湿润条件下的粘附性,更具体地影响冷水存储后的粘附性。此处,粘附问题甚至往往发生在诸如以下的基板:涂覆的钢、不锈钢或阳极氧化的金属、甚至玻璃,在干燥条件下通常可以实现对其良好的或至少令人满意的粘附。
这些问题以增加的程度发生在以下粘合剂中,这些粘合剂在固化之后表现出通过DIN EN 14293和/或DIN EN 53504测量的至少1MPa的拉伸强度。由于遇到高拉伸力时,需要它们当然既不断裂也不从基板剥离,因此,为了使粘合剂接合相应的机械要求,对这些高拉伸粘合剂在粘附方面施以严格的要求。
通过添加有机官能的硅烷确实可以改善高拉伸粘合剂的粘附性质,在这种情况中,氨基烷基官能的烷氧基硅烷与缩水甘油基氧基烷基官能的烷氧基硅烷的组合是描述为特别有利的粘附促进剂的组合—例如,在EP 1 179 571、EP 1 832 626、或EP 1 939 256中。如在WO 2007/131986中描述的,也可以将硅烷的这种组合用于对其他性质(如例如,回弹性)发挥积极作用。相反,冷水存储后的粘附不能以该方式充分地改善。
发明内容
本发明提供可交联组合物(K),包含:
(A)100重量份的下式的化合物:
Y-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a]x (I),
其中,
Y是通过氮、氧、硫、或碳键连的x价聚合物基团,
R可以相同或不同且是单价的、可选取代的、SiC键连的烃基团,
R1可以相同或不同且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,所述烃基团可以通过氮、磷、氧、硫或羰基基团连接到碳原子上,
R2可以相同或不同且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,
x是1至10的整数,优选地是1、2、或3,更优选地是1或2,
a可以相同或不同且是0、1或2,优选地是0或1,以及
b可以相同或不同且是1至10的整数,优选地是1、3、或4,更优选地是1或3,更具体地是1,
(B)0.1至30重量份的包含下式的单元的有机硅化合物:
DSi(OR3)dR4 eO(3-d-e)/2 (II),
其中,
D是具有碱性氮的单价的、SiC键连的基团,
R3可以相同或不同且是氢原子或可选取代的烃基团,
R4可以相同或不同且是未取代或卤素取代的、SiC键连的具有1至8个碳原子的烷基基团,
d是0、1、2、或3,优选地是1、2、或3,更优选地是2或3,以及
e是0、1、2、或3,优选地是1或0,
d+e的总和小于或等于3,并且每分子存在至少一个基团(OR3),
(C)0.1至30重量份的包含下式的单元的有机硅化合物:
ESi(OR5)gR6 hO(3-g-h)/2 (III),
其中,
E可以相同或不同,并且是单价的、SiC键连的具有环氧官能的基团,
R5可以相同或不同,并且是氢原子或可选取代的烃基团,
R6可以相同或不同,并且是未取代的或卤素取代的、SiC键连的具有1至8个碳原子的烷基基团,
g是0、1、2、或3,优选地是1、2、或3,更优选地是2或3,以及
h是0、1、2、或3,优选地是1或0,
g+h的总和小于或等于3,并且每分子存在至少一个基团(OR5),
条件是组分(B)和(C)中所有硅原子的至少15%,优选地至少25%,更优选地至少35%,更具体地至少45%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h是1,
和选自以下组分的至少一种另外的组分:
(D)0.1至30重量份的不同于组分(B)和(C)的烷氧基硅烷,和
(E)1至500重量份的不同于组分(B)和(C)、包含下式的单元的硅酮树脂:
R7 i(R8O)jSiO(4-i-j)/2 (IV),
其中,
R7可以相同或不同且是氢原子或单价的、SiC键连的、可选取代的烃基团,
R8可以相同或不同且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,
i是0、1、2、或3,并且
j是0、1、2、或3,优选地是0、1、或2,
条件是i+j的总和小于或等于3,并且在至少50%,优选地至少60%的式(IV)的单元中,i是0或1。
具体实施方式
本发明具体基于以下发现:氨基烷基官能的硅烷和环氧官能的硅烷和/或硅氧烷的组合导致冷水存储条件下粘附性的改善,尤其是当存在于组合物中的所有硅单元的显著部分具有氨基官能或环氧官能单元以及具有SiC键连的、可选地卤素取代的烷基基团时。
基团R的实例是烷基基团,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基基团;己基基团,如正己基基团;庚基基团,如正庚基基团;辛基基团,如正辛基基团、异辛基基团、和2,2,4-三甲基戊基基团;壬基基团,如正壬基基团;癸基基团,如正癸基基团;十二烷基基团,如正十二烷基基团;十八烷基基团,如正十八烷基基团;环烷基基团,如环戊基、环己基、环庚基基团、和甲基环己基基团;烯基基团,如乙烯基、1-丙烯基和2-丙烯基基团;芳基基团,如苯基、萘基、蒽基和菲基基团;烷芳基基团,例如邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基基团;二甲苯基基团和乙基苯基基团;和芳烷基基团,如苄基基团、α-和β-苯乙基基团。
取代的基团R的实例是卤代烷基基团和卤代芳基基团,如邻氯苯基、间氯苯基、和对氯苯基基团。
基团R优选地包含被卤素原子可选取代并且具有1至6个碳原子的一价烃基团,更优选地包含具有1个或2个碳原子的烷基基团,更具体地包含甲基基团。
基团R1的实例是氢原子,为R指定的基团,以及通过氮、磷、氧、硫、碳或羰基基团键连至碳原子的可选取代的烃基团。
优选地,基团R1是氢原子和具有1至20个碳原子的烃基,更具体地是氢原子。
基团R2的实例是氢原子或为基团R指定的实例。
基团R2优选地是氢原子或被卤素原子可选取代并且具有1至10个碳原子的烷基基团,更优选地具有1至4个碳原子的烷基基团,更具体地甲基和乙基基团。
聚合物基团Y优选地包括有机聚合物基团,其作为聚合物链包含聚氧化烯,如聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚氧丁烯、聚氧四亚甲基、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、和聚氧丙烯-聚氧丁烯共聚物;烃聚合物、如聚异丁烯、聚乙烯、或聚丙烯、和聚异丁烯与异戊二烯的共聚物;聚异戊二烯;聚氨酯;聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯;聚甲基丙烯酸酯;和聚碳酸酯,并且其优选地通过-O-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)O-、-NH-C(=O)-NH-、-NR’-C(=O)-NH-、NH-C(=O)-NR’-、-NH-C(=O)-、-C(=O)-NH-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-S-C(=O)-NH-、-NH-C(=O)-S-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-S-C(=O)-S-、-C(=O)-、-S-、-O-、和-NR’-键连至一个或多个基团-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a],其中,R’可以相同或不同且具有为R指定的定义,或R’是基团–CH(COOR”)-CH2-COOR”,其中,R”可以相同或不同且具有为R指定的定义。
基团R’的实例是环己基、环戊基、正丙基和异丙基、正丁基、异丁基、和叔丁基基团,戊基基团、己基基团或庚基基团、以及苯基基团的各种立体异构体。
基团R’优选的是基团-CH(COOR”)-CH2-COOR”或可选取代的具有1至20个碳原子的烃基团,更优选的是直链、支链或环状的具有1至20个碳原子的烷基基团或具有6至20个碳原子并且被卤素原子可选取代的芳基基团。
基团R”优选地是具有1-10个碳原子的烷基基团,更优选的是甲基、乙基或丙基基团。
更优选地,式(I)中的基团Y包括聚氨酯基团和聚氧化烯基团,更具体地含聚氧丙烯的聚氨酯基团或聚氧丙烯基团。
此处式(I)的化合物可以具有基团-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a],以描述的方式连接在聚合物内的任何期望的位置,如,例如,在链内和/或端部,优选地在链内和端部,更优选地在端部。
当Y代表聚氨酯基团时,讨论的基团优选地是链端通过-NH-C(=O)O-、-NH-C(=O)-NH-、-NR’-C(=O)-NH-、或-NH-C(=O)-NR’-、更具体地通过–O-C(=O)-NH-或-NH-C(=O)-NR’-键连至一个或多个基团-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a]的那些,所有基团和指数具有以上给定的定义之一。此处聚氨酯基团Y优选地由直链或支链聚氧化烯,更具体地由聚丙二醇,以及由二异氰酸酯或聚异氰酸酯可制备。这些基团Y优选地具有10000至30000g/mol,更优选地11000至20000g/mol的数均摩尔质量Mn。在包括EP 1 093 482 B1(段落[0014]-[0023],[0039]-[0055]以及发明实施例1和比较例1)和EP 1 641 854 B1(段落[0014]-[0035],发明实施例4和6和比较例1和2)的公开中描述了用于制备相应的化合物(A)和化合物(A)自身的实例的合适的方法,应将其视为本申请的部分公开内容。
其中,Y代表聚氧化烯基团,讨论的基团优选地是直链或支链聚氧化烯基团,更优选地是聚氧丙烯基团,其链端优选地通过-O-C(=O)-NH-键连至一个或多个基团-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a],所有基团和指数具有以上定义之一。聚氧化烯基团Y优选地具有10000至30000g/mol,更优选地11000至20000g/mol的数均摩尔质量Mn。在包括EP 1 535 940 B1(段落[0005]-[0025]以及发明实施例1-3和比较例1-4)和EP 1 896 523 B1(段落[0008]-[0047])的公开中描述了用于制备相应的化合物(A)和化合物(A)自身的实例的合适过程,应将其视为本申请的部分公开内容。
可以通过尺寸排阻色谱法(SEC)确定此处的数均摩尔质量Mn,其是针对聚苯乙烯标准品,在THF中,在60℃,以1.2ml/min的流速,以100μl的注射体积,以及在WatersCorp.USA设置的Styragel HR3-HR4-HR5-HR5柱上用RI(折射率检测仪)测定的。
根据本发明使用的式(I)的化合物的端基优选地是以下具有以下通式的基团:
-NH-C(=O)-NR’-(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a (V)
-O-C(=O)-NH-(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a (VI),
其中,基团和指数具有以上为它们指定的定义之一。
发明使用的式(I)的化合物的端基更优选地是式(VI)的基团。
组分(A)优选地包括硅烷封端的聚氧化烯,更优选地包括具有式(VI)的端基的硅烷封端的聚氧丙烯,其中R1是氢原子,R是甲基基团,R2是甲基或乙基,b是1或3,并且a是0或1。除了端基(VI),这些硅烷封端的聚氧化烯优选地仅具有聚醚单元。本发明的聚合物(A)每分子优选地具有2或3,更优选地2个式(VI)的端基。
相对于具有其他端基的硅烷封端的聚氧化烯,具有式(VI)的端基的硅烷封端的聚氧化烯的较大优势是它们易于通过常见羟基基团封端的聚氧化烯和具有下式的硅烷的反应制备:
OCN-(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a (VII),
其中,所有基团和指数具有以上描述的定义之一。此处关键的是该反应实现了存在链端的基本完全的封端,从而将由该方法得到的产物与其他方法(如例如,不饱和聚合物与SiH官能的硅烷的氢化硅烷化)的产物明显区分开。
与链端通过另一种路径(如,例如,通过氢化硅烷化)生产的聚合物相比,该基本完全的封端出人意料地导致好得多的性质,以及具体导致包含聚合物(A)的部分固化组合物(K)好得多的拉伸强度。
硅烷封端的聚合物(A)优选地是链端被式(VI)的端基封端到至少85%,更优选地至少90%,更具体地至少95%的程度的聚合物。尤其优选的化合物(A)是链被式(VI)的端基封端到至少85%,更优选地至少90%,更具体地至少95%的程度的直链聚氧丙烯。
式(I)的化合物的数均分子量Mn优选地是至少10000g/mol,更优选地至少11000g/mol,以及优选地不多于30000g/mol,更优选地不多于24000g/mol,具体地不多于22000g/mol。
在每种情况下在20℃测量的化合物(A)的粘度优选地是至少0.2Pas,更优选地至少1Pas,非常优选地至少5Pas,以及优选地不多于700Pas,更优选地不多于100Pas。
发明使用的组分(A)可以仅包括式(I)的一种化合物,或可以包括式(I)的不同种化合物的混合物。此处组分(A)可以仅包含式(I)的化合物,其中,键连至基团Y的所有甲硅烷基基团的多于90%,优选地多于95%,更优选地多于98%是相同的。然而,也可以使用至少部分由式(I)的化合物组成的组分(A),其中,不同的甲硅烷基基团键连至基团Y。最后,可以将不同的式(I)的化合物的混合物用作组分(A),其中,存在至少2种不同的键连至基团Y的甲硅烷基基团,但是各自键连至一个基团Y的所有甲硅烷基基团是相同的。
如果组分(A)包含不同种的式(I)的化合物,优选的是不仅包含具有式(V)或(VI)的端基的化合物(A1)(其中,b=1且R1=H且a=0或1),而且包含具有式(V)或(VI)的端基的化合物(A2)(其中,b=3且R1=H且a=0)的混合物,并且特别优选的是(A1)与(A2)的重量比是0.1至10,优选地0.2至5的那些。
在本发明的一个优选的实施方式中,将不同种式(I)的化合物的混合物用作组分(A),其包含具有式(VI)的端基的至少一种化合物(A1)(其中,b=1,R1=H,a=1,且R2=CH3),和具有式(VI)的端基的至少一种化合物(A2)(其中,b=3,R1=H,a=0,且R2=CH3),(A1)与(A2)的重量比优选地是0.1至10,更优选地是0.2至5。
根据本发明使用的化合物(A)是商业产品或可以通过通常的化学方法制备。
基于100重量份组分(A),本发明的组合物(K)优选地包含0.2至20重量份,更优选地0.5至15重量份组分(B)。
根据本发明使用的有机硅化合物(B)可以是硅烷,即,其中d+e=3的式(II)的化合物,和硅氧烷,即,包含其中d+e≤2的式(II)的单元的化合物。
例如,有机硅氧烷(B)可以由式(II)的单元组成或可以包含如二有机甲硅烷氧基的其它单元。如果组分(B)包含有机硅氧烷,那么它们优选地仅由式(II)的单元组成。
组分(B)优选地包含式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物。
如果组分(B)包含式(II)的硅烷的部分水解产物,那么优选的是具有<2000g/mol以及具体地<1000g/mol的平均分子量Mn的那些。
可选取代的烃基团R3和R4的实例是为基团R指定的实例。
基团R3优选地包含氢原子和具有1至18个碳原子且被卤素原子可选取代的烃基团,以及更优选地包含氢原子和具有1至10个碳原子的烃基团,以及更具体地包含甲基和乙基基团。
基团R4优选地包含具有1至5个碳原子的烃基团,更具体地包含甲基基团。
基团D的实例是下式的基团:H2N(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)3-、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-、H3CNH(CH2)3-、C2H5NH(CH2)3-、C3H7NH(CH2)3-、C4H9NH(CH2)3-、C5H11NH(CH2)3-、C6H13NH(CH2)3-、C7H15NH(CH2)3-、H2N(CH2)4-、H2N-CH2-CH(CH3)-CH2-、H2N(CH2)5-、环-C5H9NH(CH2)3-、环-C6H11NH(CH2)3-、苯基-NH(CH2)3-、(CH3)2N(CH2)3-、(C2H5)2N(CH2)3-、H2N(CH2)-、H2N(CH2)2NH(CH2)-、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)-、H3CNH(CH2)-、C2H5NH(CH2)-、C3H7NH(CH2)-、C4H9NH(CH2)-、C5H11NH(CH2)-、C6H13NH(CH2)-、C7H15NH(CH2)-、环-C5H9NH(CH2)-、环-C6H11NH(CH2)-、苯基-NH(CH2)-、(CH3)2N(CH2)-、(C2H5)2N(CH2)-、(CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-、(C2H5O)3Si(CH2)3NH(CH2)3-、(CH3O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3-、和(C2H5O)2(CH3)Si(CH2)3NH(CH2)3-。
基团D优选地是H2N(CH2)3-或H2N(CH2)2NH(CH2)3-基团。
发明使用的包含式(II)的单元的化合物的实例是H2N(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OH)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OH)3、环-C6H11NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、苯基-NH(CH2)3-Si(OCH3)3、苯基-NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、苯基-NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、苯基-NH(CH2)3-Si(OC2H5)2CH3、苯基-NH(CH2)3-Si(OH)3、苯基-NH(CH2)3-Si(OH)2CH3、HN((CH2)3-Si(OCH3)3)2、HN((CH2)3-Si(OC2H5)3)2HN((CH2)3-Si(OCH3)2CH3)2、HN((CH2)3-Si(OC2H5)2CH3)2、环-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)3、环-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)3、环-C6H11NH(CH2)-Si(OCH3)2CH3、环-C6H11NH(CH2)-Si(OC2H5)2CH3、环-C6H11NH(CH2)-Si(OH)3、环-C6H11NH(CH2)-Si(OH)2CH3、苯基-NH(CH2)-Si(OCH3)3、苯基-NH(CH2)-Si(OC2H5)3、苯基-NH(CH2)-Si(OCH3)2CH3、苯基-NH(CH2)-Si(OC2H5)2CH3、苯基-NH(CH2)-Si(OH)3、和苯基-NH(CH2)-Si(OH)2CH3以及它们的部分水解产物,优选的是H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(C2H5)2CH3以及它们各自的部分水解产物,并且特别优选的是H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(OCH3)2CH3、H2N(CH2)2NH(CH2)3-Si(C2H5)2CH3、以及它们各自的部分水解产物。
发明使用的本发明的组合物(K)中的有机硅化合物(B)可以起粘附促进剂的功能,并且可以起固化催化剂或固化共催化剂的功能。
发明使用的有机硅化合物(B)是商业产品和/或可以通过通常的化学方法制备。
基于100重量份组分(A),本发明的组合物(K)优选地包含0.2至20重量份,更优选地0.5至10重量份组分(C)。
根据本发明可选使用的有机硅化合物(C)可以是硅烷,即,其中g+h=3的式(III)的化合物,和硅氧烷,即,包含其中g+h≤2的式(III)的单元的化合物。
例如,有机硅氧烷(C)可以由式(III)的单元组成或可以包含如二有机甲硅烷氧基单元的其它单元。如果组分(C)包含有机硅氧烷,那么它们优选地仅由式(III)的单元组成。
组分(C)优选地包含式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物。
如果组分(C)包含式(III)的硅烷的部分水解产物,那么优选的是具有<2000g/mol以及具体地<1000g/mol的平均分子量Mn的那些。
可选取代的烃基团R5和R6的实例是为基团R指定的实例。
基团R5优选地包含氢原子和具有1至18个碳原子且被卤素原子可选取代的烃基团,以及更优选地包含氢原子和具有1至10个碳原子的烃基团,以及更具体地包含甲基和乙基基团。
基团R6优选地包含具有1至5个碳原子的烃基团,更具体地甲基基团。
基团E优选地包含下式的基团:
更优选地式(VIII)的基团。
发明使用的包含式(III)的单元的化合物的实例是2-(3,4-环氧环己基)乙基-三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基-三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基-甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基-甲基二乙氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基-三甲氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基-三乙氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷或缩水甘油基氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷、以及它们的部分水解产物,优选的是缩水甘油基氧基丙基-三甲氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基-三乙氧基硅烷、缩水甘油基氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷、或缩水甘油基氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷以及它们各自的部分水解产物,并且特别优选的是缩水甘油基氧基丙基-甲基二甲氧基硅烷或缩水甘油基氧基丙基-甲基二乙氧基硅烷以及它们各自的部分水解产物。
发明使用的有机硅化合物(C)是商业产品和/或可以通过通常的化学方法制备。
根据发明选择组分(B)和(C)的性质,条件是组分(B)和(C)中所有Si原子的至少15%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h是1。此处无论使用包含e=1的式(II)的单元的组分(B)或包含h=1的式(III)的单元的组分(C),还是使用两者,是不重要的,只要符合以上指定的条件。
除了组分(A)、(B)、和(C),本发明的组合物(K)还包含组分(D)和/或组分(E)。
如果本发明的组合物(K)包含组分(D),那么涉及的量优选地是0.2至20重量份,更优选地0.5至10重量份,每种情况都是基于100重量份组分(A)。
可选使用的组分(D)的实例是四烷氧基硅烷如四乙氧基硅烷,烷基烷氧基硅烷如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丙基甲基二甲氧基硅烷、或丙基甲基二乙氧基硅烷、正己基三甲氧基硅烷或异己基三甲氧基硅烷、正己基三乙氧基硅烷或异己基三乙氧基硅烷、正己基甲基二甲氧基硅烷或异己基甲基二甲氧基硅烷、正己基甲基二乙氧基硅烷或异己基甲基二乙氧基硅烷,或相应的正辛基烷氧基硅烷或异辛基烷氧基硅烷、正癸基烷氧基硅烷、正十二烷基烷氧基硅烷、正十四烷基烷氧基硅烷、或正十六烷基烷氧基硅烷,苯基硅烷如苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、或苯基甲基二乙氧基硅烷,乙烯基硅烷如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、或乙烯基甲基二乙氧基硅烷,氨基甲酸酯官能的硅烷如邻-甲基氨基甲酸酯基甲基-甲基二甲氧基硅烷、邻-甲基氨基甲酸酯基甲基-三甲氧基硅烷、邻-乙基氨基甲酸酯基甲基-甲基二乙氧基硅烷、邻-乙基氨基甲酸酯基甲基-三乙氧基硅烷、3-(邻-甲基氨基甲酸酯基)丙基-甲基二甲氧基硅烷、3-(邻-甲基氨基甲酸酯基)丙基-三甲氧基硅烷、3-(邻-乙基氨基甲酸酯基)丙基-甲基二乙氧基硅烷或3-(邻-乙基氨基甲酸酯基)丙基-三乙氧基硅烷,(甲基)丙烯酰基官能的硅烷如3-甲基丙烯酰基氧基丙基-三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰基氧基甲基-三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰基氧基甲基-甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰基氧基甲基-三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰基氧基甲基-甲基二乙氧基硅烷、3-丙烯酰基氧基丙基-三甲氧基硅烷、丙烯酰基氧基甲基-三甲氧基硅烷、丙烯酰基氧基甲基-甲基二甲氧基硅烷、丙烯酰基氧基甲基-三乙氧基硅烷、或丙烯酰基氧基甲基-甲基二乙氧基硅烷,以及具有其他官能团(除具有碱性氮的基团和环氧基团之外)的硅烷如N-2-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)马来酸酐、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)脲、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)脲、N-(三甲氧基甲硅烷基甲基)脲、N-(甲基二甲氧基甲硅烷基甲基)脲、N-(3-三乙氧基甲硅烷基甲基)脲、或N-(3-甲基二乙氧基甲硅烷基甲基)脲,优选的是四乙氧基硅烷和乙烯基硅烷如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、或乙烯基甲基二乙氧基硅烷,并且特别优选的是乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。
根据本发明可选使用的组分(E)优选地由至少90wt%程度的式(IV)的单元组成。更优选地,组分(E)仅由式(IV)的单元组成。
基团R7的实例是以上为R指定的实例。
基团R7优选地包含单价的、SiC键连的具有1至18个碳原子并且被卤素原子可选取代的脂肪族或芳香族烃基团,以及更优选地包含甲基或苯基基团。
在组分(E)中,优选地式(IV)的单元的至少30%,更优选地至少50%,更具体地至少60%具有苯基基团。
基团R8的实例是氢原子或为基团R指定的实例。
基团R8优选地包含氢原子或具有1至10个碳原子并且被卤素原子可选取代的烷基基团,以及更优选地包含甲基和乙基基团。
组分(E)的实例是有机聚硅氧烷树脂,其基本上、优选地仅由以下组成:具有式SiO4/2、Si(OR8)O3/2、Si(OR8)2O2/2、和Si(OR8)3O1/2的Q单元,具有式PhSiO3/2、PhSi(OR8)O2/2、和PhSi(OR8)2O1/2的T单元,具有式Me2SiO2/2和Me2Si(OR8)O1/2的D单元、以及具有式Me3SiO1/2的M单元,其中,Me是甲基基团,Ph是苯基基团,并且R8具有以上指出的定义,更具体地甲基基团,树脂优选地包含每摩尔T单元0至2mol的Q单元、0至2mol的D单元、和0至2mol的M单元。
组分(E)的优选实例是有机聚硅氧烷树脂,其基本上、优选仅由以下组成:具有式PhSiO3/2、PhSi(OR8)O2/2、和PhSi(OR8)2O1/2的T单元,可选的具有式MeSiO3/2、MeSi(OR8)O2/2、和MeSi(OR8)2O1/2的T单元,以及可选的具有式Me2SiO2/2和Me2Si(OR8)O1/2的D单元,其中,Me是甲基基团,Ph是苯基基团,并且R8具有以上指出的定义,更具体地甲基基团,苯基硅酮与甲基硅酮单元的摩尔比优选地是0.5至5.0。在这些硅酮树脂中的D单元的量优选地为低于10wt%。
优选地,硅酮树脂(E)具有优选地400至400000g/mol,更优选地600至100000g/mol,更具体地800至5000g/mol的数均分子量Mn。在23℃和1000hPa,它们即可以是固体也可以是液体,液体硅酮树脂是优选的。
可选使用的硅酮树脂(E)是商业产品,实例是来自Wacker Chemie AG的各种IC 368、IC 678、或SY231,和/或可以通过通常的化学方法制备。
如果本发明的组合物(K)包含硅酮树脂(E),那么涉及的量优选地是5至300重量份,更具体地10至200重量份,在每种情况下都是基于100重量份组分(A)。
在本发明的一个优选的实施方式中,本发明的组合物(K)包含硅酮树脂(E)。
除了组分(A)至(E),本发明的组合物(K)可以包含不同于组分(A)至(E)的另外的物质,实例是填料(F)、催化剂(G)、添加剂(H)、和佐剂(I)。
在本发明的组合物(K)中可选使用的填料(F)可以是迄今为止已知的任何期望的填料。
填料(F)的实例是非增强填料,这些是优选地具有至多达50m2/g的BET比表面积的填料,如石英,硅藻土,硅酸钙,硅酸锆,滑石,高岭土,沸石,金属氧化物粉末如铝氧化物、钛氧化物、铁氧化物或锌氧化物和/或它们的混合氧化物,硫酸钡,碳酸钙,石膏,氮化硅,碳化硅,氮化硼,玻璃粉,和聚合物粉末如聚丙烯腈粉末;增强填料,这些是具有大于50m2/g的BET比表面积的填料,如焦化(pyrogenically)制备的二氧化硅、沉淀的二氧化硅、沉淀的白垩,炭黑如炉黑和乙炔黑,以及混合的高BET表面积的硅铝氧化物;三水合氧化铝,以空心球的形式的填料如陶瓷微珠,实例是从Neuss,Germany的3M Deutschland GmbH可得到的商品名为ZeeospheresTM的那些,弹性聚合物珠粒,例如从Sundsvall,Sweden的AKZO NOBEL,Expancel可得到的商品名为的那些,或玻璃珠;纤维形式的填料如石棉以及聚合物纤维。可以将所述的填料疏水化,例如通过用有机硅烷和/或有机硅氧烷或用硬脂酸处理,或通过烃基基团向烷氧基基团的醚化。
可选使用的填料(F)优选地包括碳酸钙、滑石、三水合氧化铝、和二氧化硅,三水合氧化铝是特别优选的。优选的碳酸酯等级是研磨或沉淀的并且已经可选地被脂肪酸(如硬脂酸或它的盐)表面处理。优选的二氧化硅优选地包含气相二氧化硅。
可选使用的填料(F)优选地具有低于1wt%,更优选地低于0.5wt%的水分含量。
如果本发明的组合物(K)包含填料(F),那么涉及的量优选地是10至1000重量份,更优选地50至500重量份,更具体地80至300重量份,在每种情况下都是基于100重量份成分(A)。本发明的组合物(K)优选地包含填料(F)。
在本发明的一个具体的变体中,本发明的组合物(K)包含作为以下的组合的填料(F):
a)二氧化硅,更具体地气相二氧化硅,和
b)碳酸钙、三水合氧化铝和/或滑石。
如果本发明的组合物(K)包含不同填料(F)的这种特定组合,那么它们优选地包含1至80重量份,更优选地5至40重量份的二氧化硅,更具体地是气相二氧化硅,和优选地10至500重量份,更优选地50至300重量份的碳酸钙、三水合氧化铝、滑石、或这些材料的混合物,在每种情况下都是基于100重量份成分(A)。
本发明的组合物(K)可选使用的催化剂(G)可以是迄今为止已知的用于通过硅烷缩合固化的组合物且不同于组分(B)的任何期望的催化剂。
含金属固化催化剂(G)的实例是有机钛和有机锡化合物,实例是钛酸酯,如钛酸四丁酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯和四乙酰丙酮钛;锡化合物,如二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、乙酰丙酮二丁基锡、二丁基锡氧化物,和相应的二辛基锡化合物。
不含金属的固化催化剂(G)的实例是碱性化合物如三乙胺、三丁胺,1,4-二氮杂二环[2,2,2]辛烷、1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、N,N-二(N,N-二甲基-2-氨乙基)甲胺、胍,N-烷基化胍如二甲基胍、三甲基胍、四甲基胍、或五甲基胍,N,N-二甲基环己胺、N,N-二甲基苯胺、和N-乙基吗啉。
对于催化剂(G),同样可以使用酸性化合物,如磷酸和它的酯、甲苯磺酸、硫酸、硝酸、或其他的有机羧酸,例如,乙酸和苯甲酸。
如果本发明的组合物(K)包含催化剂(G),那么涉及的量优选地是0.01至20重量份,更优选地0.05至5重量份,在每种情况下都是基于100重量份成分(A)。
在本发明的一个实施方式中,可选使用的催化剂(G)包括含金属的固化催化剂,优选地含锡催化剂。当组分(A)全部或至少部分地,即,至少90%的程度,优选地至少95%的程度,由式(I)(其中b不同于1)的化合物组成时,本发明的这个实施方式是尤其优选的。
在本发明的组合物(K)中,当组分(A)全部或至少部分地,换句话说至少10wt%,优选地至少20wt%的程度,由式(I)(其中,b是1并且R1具有氢原子的定义)组成时,优选可能的是没有含锡催化剂(G),更优选地没有含金属催化剂(G)。没有含金属以及更具体地没有含锡催化剂的本发明的实施方式是特别优选的。
本发明的组合物(K)中可选使用的添加剂(H)可以是迄今为止已知的任何期望的添加剂,通常是硅烷交联体系。
根据本发明可选使用的添加剂(H)优选地是抗氧化剂、UV稳定剂,如HALS化合物,例如杀真菌剂和颜料。
如果本发明的组合物(K)包含添加剂(H),那么涉及的量优选地是0.01至30重量份,更优选地0.1至10重量份,在每种情况下都是基于100重量份成分(A)。本发明的组合物(K)优选地包含添加剂(H)。
根据本发明可选使用的佐剂(I)优选地包括增塑剂、流变学添加剂、阻燃剂、和有机溶剂。
增塑剂(I)的实例是如邻苯二甲酸酯(例如,邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、和邻苯二甲酸双十一烷基酯)、全氢化的邻苯二甲酸酯(例如,二异壬基1,2-环己烷二羧酸酯和二辛基1,2-环己烷二羧酸酯)、己二酯(例如,己二酸二辛酯)、苯甲酸酯、乙二醇酯、饱和烷二醇的酯(例如,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯)、磷酸酯、磺酸酯、聚酯、聚醚(例如,具有优选地1000至10000道尔顿摩尔质量的聚乙二醇和聚丙二醇)、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异丁烯、石蜡烃、和具有高分子质量的支链烃。
流变学添加剂(I)优选地是聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、或基于MDI的脲衍生物。
有机溶剂(I)的实例是如醚(例如,二乙醚、甲基叔丁基醚、乙二醇的醚衍生物、THF)、酯(例如,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇酯)、烃(例如,戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、或其他长链的支链和非支链烷烃)、酮(例如,丙酮、甲基乙基酮)、芳香族化合物(例如,甲苯、二甲苯、乙苯、氯苯)、以及醇(例如,甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇),醇是优选的。
优选的是不添加有机溶剂(I)至本发明的组合物(K)。
如果本发明的组合物(K)包含一种或多种组分(I),那么每种情况下涉及的量优选地是0.5至200重量份,更优选地1至100重量份,更具体地2至70重量份,在每种情况下都是基于100重量份组分(A)。
本发明的组合物(K)优选地是包含以下的组合物:
(A)100重量份具有式(VI)的端基和10000至30000g/mol平均摩尔质量Mn的硅烷封端的聚氧化烯,
(B)0.2至20重量份式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,
(C)0.2至20重量份式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,条件是组分(B)和(C)中的所有硅原子的至少15%,优选地至少25%,更优选地至少35%,更具体地至少45%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h是1,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.2至20重量份的烷氧基硅烷和
(E)1至500重量份的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)添加剂,和
可选地,
(I)佐剂。
本发明的组合物(K)优选地是包含以下的组合物:
(A)100重量份直链硅烷封端的聚氧丙烯,聚氧丙烯链端的至少85%被式(VI)的端基封端,并且聚氧丙烯具有10000至30000g/mol的平均摩尔质量Mn
(B)0.2至20重量份式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,
(C)0.2至20重量份式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,条件是组分(B)和(C)中所有Si原子的至少15%,优选地至少25%,更优选地至少35%,更具体地至少45%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h是1,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.2至20重量份的烷氧基硅烷,和
(E)1至500重量份的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)添加剂,和
可选地,
(I)佐剂。
本发明的组合物(K)更优选地是包含以下的组合物:
(A)100重量份直链硅烷封端的聚氧丙烯,聚氧丙烯链端的至少85%被式(VI)的端基封端,并且聚氧丙烯具有11000至22000g/mol的平均摩尔质量Mn
(B)0.5至15重量份式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,
(C)0.5至10重量份式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,条件是组分(B)和(C)中所有Si原子的至少15%,优选地至少25%,更优选地至少35%,更具体地至少45%属于式(II)或(III)的单元,其中,e或h是1,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.5至10重量份的烷氧基硅烷,和
(E)5至200重量份的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)抗氧化剂、UV稳定剂、杀真菌剂、杀虫剂、或颜料,和
可选地,
(I)增塑剂、流变学添加剂、阻燃剂、或有机溶剂。
本发明的组合物(K)更具体地是包含以下的组合物:
(A)100重量份直链硅烷封端的聚氧丙烯,聚氧丙烯链端的至少85%被式(VI)的端基封端,并且聚氧丙烯具有11000至22000g/mol的平均摩尔质量Mn
(B)0.5至15重量份式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,其中,e=1,
(C)0.5至10重量份式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,其中,h=0,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.5至10重量份选自由四乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、或乙烯基甲基二乙氧基硅烷组成的组的烷氧基硅烷,和
(E)5至200重量份包含苯基基团的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)抗氧化剂、UV稳定剂、杀真菌剂、杀虫剂、或颜料,和
可选地,
(I)增塑剂、流变学添加剂、阻燃剂、或有机溶剂。
本发明的组合物(K)优选地不包含除组分(A)至(I)之外的成分。
根据本发明使用的组分在每种情况下可以包含一种这类组分或包含至少两种单独组分的混合物。
本发明的组合物(K)优选地是具有优选地500至1000000mPas,更优选地1000至500000mPas,更具体地1000至20000mPas的配制品,每种情况都是在25℃下。
在本发明的一个优选的实施方式中,本发明的组合物的区别在于它们完全固化之后,具有每种情况根据DIN EN 53504测得的至少1MPa的拉伸强度。
在本发明的另一个优选的实施方式中,本发明的组合物的区别在于它们完全固化之后,具有每种情况根据DIN EN 204测得的至少5MPa,更优选地至少8MPa,更具体地至少10MPa的拉伸剪切强度。
本发明进一步提供用于通过以任意顺序混合单独组分生产本发明的可交联组合物的方法。
该混合可以在室温和环境压力,换句话说在约900至1100hPa压力下发生。然而,如果期望,该混合也可以在较高的温度,例如30至130℃范围内的温度下发生。此外,可以在降低的压力,如30至500hPa绝对压力下,间断或连续地进行混合,例如,以除去挥发化合物和/或空气。
本发明的混合优选地在不存在水分下发生。
可以连续或不连续地进行本发明的方法。
本发明的组合物(K)优选地是单组份组合物,其可在不存在水下存储并且可在室温下水进入时交联。可替代地,本发明的组合物(K)可以是部分二组分可交联体系,其中,含-OH化合物(如水)被添加至第二组分。
空气的通常含水量足以用于本发明的组合物(K)的交联。本发明的组合物(K)的交联优选地在室温下发生。如果期望,也可以在高于或低于室温的温度下,例如-5°至15℃或30°至50℃下进行,和/或通过超过空气中正常水含量的水浓度进行。
优选地在100至1100hPa的压力下,更具体地在环境压力下,换句话说约900至1100hPa下进行交联。
本发明进一步提供通过本发明的组合物的交联生产的成型制品。
本发明的成型制品可以是任何期望的成型制品,如例如密封件、压缩制品、挤出型材、涂料、浸渍体系、包装、透镜、棱镜、多边形结构,层压层或粘合层。
本发明进一步提供的是用于粘附结合或密封基板的方法,其中,将本发明的组合物施加到至少一个基板的表面,然后使该表面与待结合的第二基板接触,然后引发交联。
根据本发明可以被粘附结合或密封的基板的实例具体地是木材,而且也是包含PVC的塑料、混凝土、矿物基板、金属、玻璃、陶瓷、和喷涂表面。相似或不同的材料都可以彼此结合。
本发明进一步提供用于生产涂料或包装的方法,其中,将本发明的组合物施加到至少一个基板,然后引发交联。
其实例是用于LED或其他电子组件,用于模制品、复合材料、和复合模制品的生产的包封组合物。此处的复合模制品是由复合材料制造的均一模制品,其由本发明的组合物(K)的交联产物和至少一个基板组成,使得两部分之间存在牢固的、持久的粘合。
本发明的组合物(K)具有即使在含水存储条件下它们也表现出良好的粘附性能的优势。
本发明的组合物(K)具有它们易于生产的优势。
本发明的可交联组合物(K)具有它们通过非常高的存储稳定性和高交联速率而不同的优势。
此外,本发明的可交联组合物(K)具有它们易于加工的优势。
此外,本发明的可交联组合物(K)具有它们可被用于得到粘附性与高拉伸强度的优势。
此外,本发明的湿固化粘附剂和密封剂具有它们存储于冷水后表现出显著改善的粘附性能的优势。
在以下描述的实施例中,所有粘性数据都是基于25℃的温度。除非另有说明,否则在环境压力下,换句话说,在约1000hPa下,以及在室温下,换句话说,约23℃下,或在没有另外加热或冷却的室温下组合反应物时产生的温度下,以及在约50%的相对大气湿度下进行以下实施例。此外,除非另外指出,否则所有份数和百分比的描述都是基于重量。
发明实施例1
粘合剂配制品的制备
使具有12000g/mol平均摩尔质量Mn和式-O-C(=O)-NH-CH2-SiCH3(OCH3)2的端基的98.8g硅烷封端的聚丙二醇(在名称STP-E10下由Wacker Chemie AG,Munich,DE商业可获得)在来自PC实验体系配备有两个横壁搅拌子的实验室行星式搅拌机中在200rpm下、在约25℃下与具有2000g/mol平均摩尔质量Mn的98g聚丙二醇、2.0g HALS稳定剂(在名称123下由BASF AG,Ludwigshafen,DE商业可获得;CAS号:129757-67-1)、和6g乙烯基三甲氧基硅烷均匀化2分钟。之后在600rpm搅拌下混合1分钟的是用硬脂酸涂覆并且具有约2.0μm平均粒径直径(D50%)的171.2g精细研磨的大理石(在名称Omyabond520下由Omya,Cologne,DE商业可获得)和具有约200m2/g BET比表面积的16g疏水性气相二氧化硅(在名称H18下由Wacker Chemie AG,Munich,DE商业可获得)。最后,在200rpm下混合4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷和4g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷1分钟,并且在部分真空(约100mbar)下使该混合物均匀化1分钟且搅拌直到不含气泡。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
发明实施例2
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例1中描述的步骤。然而,取代4g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷和4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用4g 3-缩水甘油基氧丙基-甲基二乙氧基硅烷和4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
发明实施例3
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例1中描述的步骤。然而,取代4g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷,使用4g 3-缩水甘油基氧丙基-甲基二乙氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
比较例1(V1)
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例1中描述的步骤。然而,取代4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
比较例2(V2)
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例1中描述的步骤。然而,取代4g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷和4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用8g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
比较例3(V3)
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例1中描述的步骤。然而,取代4g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷和4g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用8g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
实施例4
允许发明实施例1至3和比较例V1至V3中得到的组合物交联,并且研究含水存储后它们的表层形成、它们的机械性质、和它们的粘附性能。在表1中确定了结果。
表层形成时间(HBZ)
为了确定表层形成时间,将实施例中得到的可交联组合物作为2mm厚的层施加至PE膜,并且将其存储在标准条件下(23℃和50%相对大气湿度)。在固化过程中,每5分钟测试表层形成。这通过小心地将干燥的实验室刮刀放置在样品表面,然后将它向上拉而进行。如果样品粘在刮刀上,那么表层还没有形成。当样品不再粘在刮刀上时,表层形成,并且记录时间。
机械性质
将每种组合物涂覆在外研磨Teflon板外至2mm深度,并且在23℃和50%相对湿度下固化2周。
根据DIN 53505确定肖式A硬度。
根据DIN 53504-S1确定拉伸强度。
根据DIN 53504-S1确定断裂伸长率。
粘附性能
在以下条件下,对表1中指出的基板上的每种组合物进行粘附测试:
将5-7cm厚的珠粒施加至基板,并且在室温与50%相对环境湿度的调节箱(conditioning cabinet)中存储14天。然后在室温下在含水下存储样品14天以上。
存储之后,进行剥离测试,其中,使用锋利刀片从基板上在一端以约2cm长度剪断珠粒。随后,从该切口开始,从基板撕下剩余的珠粒,评估得到的裂缝的性质(粘着和/或粘附)。
表1
(+)剥离测试中良好的粘附性/粘着撕裂性
()剥离测试中的部分粘附性/粘着和粘附撕裂性
(-)剥离测试中无粘附性/粘附撕裂性
发明实施例5
粘合剂配制品的生产
在来自PC-实验体系、配备有两个横壁的搅拌子的实验室行星式搅拌机中,在约25℃下,在200rpm下使具有12000g/mol平均摩尔质量Mn和式-O-C(=O)-NH-CH2-SiCH3(OCH3)2的端基的133g硅烷封端的聚乙二醇(在名称STP-E10下由Wacker Chemie AG,Munich,DE商业可获得)与247g不含溶剂的液体苯基硅酮树脂(其由苯基官能的T单元(60-80wt%)和甲基官能的T单元(18-30wt%)以及二甲基官能的D单元(2-5wt%)组成,并且具有12-16wt%甲氧基基团含量和800-1300g/mol的平均摩尔质量Mn(在名称IC368下由Wacker Chemie AG,Munich,DE商业可获得))、和10.0g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷均匀化2分钟。之后,在200rpm下在1分钟内混入10.0g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷。最后,在100mbar压力下,均匀化在600rpm下发生2分钟,并且在200rpm下发生1分钟,搅拌直到混合物不含气泡。
在研究之前,将配制品分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下1天。
发明实施例6
粘合剂配制品的生产
进行正如发明实施例5中描述的步骤。然而,仅使用129g硅烷封端的聚合物(STP-E10)和241g苯基硅酮树脂(IC368)。取代的是并入另外的10g羟基封端的液体、具有25℃下2000-6000mPas粘度的聚-[N-(2-氨乙基)-3-氨丙基]甲基硅烷(在名称GF95-Hydrolyzat下由Wacker Chemie AG,Munich,DE商业可获得)。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
比较例V4
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例5中描述的步骤。然而,取代10g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用10g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
比较例V5
粘合剂配制品的生产
随后是正如在发明实施例5中描述的步骤。然而,取代10g 3-缩水甘油基氧丙基-三甲氧基硅烷和10g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,使用20g N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷。
在研究之前,将得到的组合物分散在310ml PE柱中,并且存储在20℃下24小时。
实施例7
允许发明实施例5和6与比较例V4和V5中得到的组合物交联,并且研究有水和无水存储后它们的表层形成和它们的拉伸剪切强度。如实施例4中描述的确定表层形成。在表2中发现了结果。
拉伸剪切强度
如DIN EN 204中所描述的确定拉伸剪切强度。为了这个,将粘合剂施加至待结合的两个山毛榉块,随后是用100μm刮片取样。然后以1×2cm的面积结合两个木块,施加的压力是5kg。施加压力24小时后,在标准条件下存储木块一段指定的时间。在确定D4-1数据的情况中,在标准条件下存储7天后测量两个结合块的拉伸剪切强度。
在确定D4-3数据的情况中,在标准条件下存储7天后测量两个结合块的拉伸剪切强度,随后存储在23℃温度的水中4天,然后在标准条件下平衡2小时。
在确定D4-5数据的情况中,在标准条件下存储7天后测量两个结合块的拉伸剪切强度,随后存储在沸水中6小时,然后在标准条件下平衡2小时。
得到的数据是表2中报告的那些。
表2

Claims (10)

1.一种可交联组合物,包含:
(A)100重量份的下式的化合物:
Y-[(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a]x (I),
其中,
Y是通过氮、氧、硫或碳键连的x价聚合物基团,
R可以相同或不同,并且是单价的、可选取代的、SiC键连的烃基团,
R1可以相同或不同,并且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,所述烃基团可以通过氮、磷、氧、硫或羰基基团连接到碳原子,
R2可以相同或不同,并且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,
x是1至10的整数,
a可以相同或不同,并且是0、1或2,以及
b可以相同或不同,并且是1至10的整数,
(B)0.1至30重量份的包含下式的单元的有机硅化合物:
DSi(OR3)dR4 eO(3-d-e)/2 (II),
其中,
D是具有碱性氮的单价的、SiC键连的基团,
R3可以相同或不同,并且是氢原子或可选取代的烃基团,
R4可以相同或不同,并且是未取代的或卤素取代的、SiC键连的具有1至8个碳原子的烷基基团,
d是0、1、2或3,并且
e是0、1、2或3,
d+e的总和小于或等于3,并且每分子存在至少一个基团OR3
(C)0.1至30重量份的包含下式的单元的有机硅化合物:
ESi(OR5)gR6 hO(3-g-h)/2 (III),
其中,
E可以相同或不同,并且是单价的、SiC键连的具有环氧官能的基团,
R5可以相同或不同,并且是氢原子或可选取代的烃基团,
R6可以相同或不同,并且是未取代的或卤素取代的、SiC键连的具有1至8个碳原子的烷基基团,
g是0、1、2或3,并且
h是0、1、2或3,
g+h的总和小于或等于3,并且每分子存在至少一个基团OR5
条件是组分(B)和组分(C)中所有Si原子的至少15%属于式(II)或式(III)的单元,其中,e或h是1,
以及至少一种另外的组分,选自以下组分:
(D)0.1至30重量份的不同于组分(B)和组分(C)的烷氧基硅烷,和
(E)1至500重量份的不同于组分(B)和组分(C)的硅酮树脂,包含下式的单元:
R7 i(R8O)jSiO(4-i-j)/2 (IV),
其中,
R7可以相同或不同,并且是氢原子或单价的、SiC键连的、可选取代的烃基团,
R8可以相同或不同,并且是氢原子或单价的、可选取代的烃基团,
i是0、1、2或3,并且
j是0、1、2或3,
条件是i+j的总和小于或等于3,并且在至少50%的式(IV)的单元中,i是0或1。
2.根据权利要求1所述的可交联组合物,其特征在于,组分(B)包含所述式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物。
3.根据权利要求1或2所述的可交联组合物,其特征在于,组分(C)包含所述式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物。
4.根据权利要求1或2所述的可交联组合物,其特征在于,组分(A)包含硅烷封端的聚氧化烯。
5.根据权利要求1或2所述的可交联组合物,其特征在于,所述组合物是包含以下的组合物:
(A)100重量份的式(I)的所述化合物,其中,式(I)的所述化合物是具有以下式(VI)的端基和10000至30000g/mol的平均摩尔质量Mn的硅烷封端的聚氧化烯,
-O-C(=O)-NH-(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a (VI)
(B)0.2至20重量份的所述式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,
(C)0.2至20重量份的所述式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,
条件是组分(B)和组分(C)中所有Si原子的至少15%属于所述式(II)或式(III)的单元,其中,e或h是1,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.2至20重量份的烷氧基硅烷,和
(E)1至500重量份的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)添加剂,以及
可选地,
(I)佐剂。
6.根据权利要求1或2所述的可交联组合物,其特征在于,所述组合物是包含以下的组合物:
(A)100重量份的式(I)的所述化合物,其中,式(I)的所述化合物是直链的硅烷封端的聚氧丙烯,所述聚氧丙烯链端的至少85%被以下式(VI)的端基封端,并且所述聚氧丙烯具有11000至22000g/mol的平均摩尔质量Mn
-O-C(=O)-NH-(CR1 2)b-SiRa(OR2)3-a (VI)
(B)0.5至15重量份的所述式(II)的硅烷和/或它们的部分水解产物,其中,e=1,
(C)0.5至10重量份的所述式(III)的硅烷和/或它们的部分水解产物,其中,h=0,
以及选自以下的至少一种另外的组分:
(D)0.5至10重量份的烷氧基硅烷,选自由四乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷或乙烯基甲基二乙氧基硅烷组成的组,和
(E)5至200重量份的包含苯基基团的硅酮树脂,
以及另外地,
可选地,
(F)填料,
可选地,
(G)催化剂,
可选地,
(H)抗氧化剂、UV稳定剂、杀真菌剂、杀虫剂或颜料,和
可选地,
(I)增塑剂、流变学添加剂、阻燃剂或有机溶剂。
7.一种用于制备权利要求1至6中任一项所述的可交联组合物的方法,所述方法通过以任何顺序混合单独的组分进行。
8.一种模制品,通过交联权利要求1至6中任一项所述的可交联组合物或权利要求7所制备的可交联组合物制备。
9.一种用于粘结或密封基板的方法,通过以下进行:将权利要求1至6中任一项所述的可交联组合物或权利要求7所制备的可交联组合物施加到至少一个基板的表面,然后使所述表面与待结合的第二基板接触,以及随后引发交联。
10.一种用于制备涂层或铸件的方法,通过以下进行:将权利要求1至6中任一项所述的可交联组合物或权利要求7所制备的可交联组合物施加到至少一个基板,然后引发交联。
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