CN106062011B - 含锌催化剂、制备含锌催化剂的方法以及包含含锌催化剂的组合物 - Google Patents

含锌催化剂、制备含锌催化剂的方法以及包含含锌催化剂的组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够经由缩合反应固化的组合物。所述组合物使用新缩合反应催化剂。所述新缩合反应催化剂用于替代常规的锡催化剂。所述组合物可反应形成树胶、凝胶、橡胶或树脂。

Description

含锌催化剂、制备含锌催化剂的方法以及包含含锌催化剂的 组合物
锡化合物可用作许多聚有机硅氧烷组合物缩合固化的催化剂,这些组合物包括粘合剂、密封剂、低渗透性产品(诸如那些在绝缘玻璃应用中有用的产品、涂料和有机硅弹性体乳胶)。用于缩合反应催化的有机锡化合物是其中锡的氧化态为+4或+2的那些,即锡(IV)化合物或锡(II)化合物。锡(IV)化合物的例子包括正锡盐,诸如二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二(正丁基)双酮锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二甲氧基二丁基锡、三辛二酸甲氧甲酰苯基锡、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、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、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,诸如来自欧洲瑞士的阿西马特殊化学品公司(Acima SpecialtyChemicals,Switzerland,Europe)的740和4202,该公司是陶氏化学公司(Dow Chemical Company)的业务部门。锡(II)化合物的例子包括有机羧酸的锡(II)盐,诸如二乙酸锡(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,诸如辛酸亚锡(stannous octoate)、油酸亚锡、乙酸亚锡、月桂酸亚锡、硬脂酸亚锡、萘酸亚锡、己酸亚锡、琥珀酸亚锡、辛酸亚锡(stannous caprylate)以及它们的组合。
REACH(《化学品注册、评价、许可和限制》)是一项目标在于帮助保护人类健康和环境以及提高化学工业能力和竞争力的欧盟法规。由于该法规,许多缩合反应固化性聚有机硅氧烷产品(诸如密封剂和涂料)中使用的锡基催化剂将被逐步淘汰。因此,工业上需要替代缩合反应可固化组合物中的常规锡催化剂。
发明内容
本发明公开了包含锌前体(Zn前体)和配体的成分的反应产物,以及制备所述反应产物的方法。能够经由缩合反应形成产物的组合物包含反应产物。
具体实施方式
除非另外指明,否则全部数量、比率和百分比均按重量计。组合物中所有成分的量总计为100重量%。发明内容和说明书摘要据此以引用方式并入。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(Markushgroup)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、烷基基团、芳基基团或芳烷基基团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。
“烷基”意指无环、支链或非支链的饱和单价烃基。烷基基团的例子包括Me、Et、Pr、1-甲基乙基、Bu、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、戊基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基和癸基;以及具有6个或更多个碳原子的其它支链饱和单价烃基。烷基基团可具有至少一个碳原子。作为另外一种选择,烷基基团可具有1至12个碳原子、作为另外一种选择具有1至10个碳原子、作为另外一种选择具有1至6个碳原子、作为另外一种选择具有1至4个碳原子、作为另外一种选择具有1至2个碳原子以及作为另外一种选择具有1个碳原子。
“芳烷基”和“烷芳基”分别是指具有侧链的和/或末端的芳基基团的烷基基团或者具有侧链的烷基基团的芳基基团。示例性芳烷基基团包括苄基、甲苯基、二甲苯基、苯乙基、苯基丙基和苯基丁基。芳烷基基团可具有至少7个碳原子。单环芳烷基基团可具有7至12个碳原子、作为另外一种选择具有7至9个碳原子以及作为另外一种选择具有7至8个碳原子。多环芳烷基基团可具有7至17个碳原子、作为另外一种选择具有7至14个碳原子以及作为另外一种选择具有9至10个碳原子。
“烯基”意指无环、支链或非支链的不饱和单价烃基,其中单价烃基具有双键。烯基基团包括Vi、烯丙基、丙烯基和己烯基。烯基基团可具有至少2个碳原子。作为另外一种选择,烯基基团可具有2至12个碳原子、作为另外一种选择具有2至10个碳原子、作为另外一种选择具有2至6个碳原子、作为另外一种选择具有2至4个碳原子以及作为另外一种选择具有2个碳原子。
“炔基”意指无环、支链或非支链的不饱和单价烃基,其中单价烃基具有三键。炔基基团包括乙炔基和丙炔基。炔基基团可具有至少2个碳原子。作为另外一种选择,炔基基团可具有2至12个碳原子、作为另外一种选择具有2至10个碳原子、作为另外一种选择具有2至6个碳原子、作为另外一种选择具有2至4个碳原子以及作为另外一种选择具有2个碳原子。
“芳基”意指通过从环状碳原子移除氢原子而从芳烃衍生的烃基基团。芳基的示例为但不限于Ph和萘基。芳基基团可具有至少5个碳原子。单环芳基基团可具有5至9个碳原子、作为另外一种选择具有6至7个碳原子以及作为另外一种选择具有6个碳原子。多环芳基基团可具有10至17个碳原子、作为另外一种选择具有10至14个碳原子以及作为另外一种选择具有12至14个碳原子。
“碳环”和“碳环的”是指烃环。碳环可为单环或多环,如二环或超过两个环。二环碳环可为稠合的、桥联的或螺多环。碳环可具有至少3个碳原子。单环碳环可具有3至9个碳原子、作为另外一种选择具有4至7个碳原子以及作为另外一种选择具有5至6个碳原子。多环碳环可具有7至17个碳原子、作为另外一种选择具有7至14个碳原子以及作为另外一种选择具有9至10个碳原子。碳环可为饱和的(如,环戊烷或环己烷)、部分不饱和的(如,环戊烯或环己烯)或完全不饱和的(如,环戊二烯或环庚三烯)。
“环烷基”是指包含碳环的饱和烃基。环烷基基团的示例为环丁基、环戊基、环己基和甲基环己基。环烷基基团可具有至少3个碳原子。单环环烷基基团具有3至9个碳原子、作为另外一种选择具有4至7个碳原子以及作为另外一种选择具有5至6个碳原子。多环环烷基基团具有7至17个碳原子、作为另外一种选择具有7至14个碳原子以及作为另外一种选择具有9至10个碳原子。
“卤代烃”意指其中键合到碳原子的一个或多个氢原子已正式被卤素原子取代的烃。卤代烃基包括卤代烷基基团、卤代碳环基基团和卤代烯基基团。卤代烷基基团包括氟化烷基基团,诸如三氟甲基(CF3)、氟甲基、三氟乙基、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;和氯化烷基基团,诸如氯甲基和3-氯丙基。卤代碳环基团包括氟化环烷基基团,诸如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;以及氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基。卤代烯基基团包括烯丙基氯。
“杂原子”意指http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1Jun12.pdf的IUPAC元素周期表第13-17族元素的任一者,碳除外。“杂原子”包括例如N、O、P、S、Br、Cl、F和I。
“含杂原子基团”意指由碳原子构成并且还包含至少一个杂原子的有机基团。含杂原子基团可包括例如酰基、酰胺、胺、羧基、氰基、环氧基、烃氧基、亚氨基、酮、酮肟、巯基、肟和/或硫醇中的一者或多者。例如,当含杂原子基团包含一个或多个卤素原子时,则含杂原子基团可以为如上所定义的卤代烃基。作为另外一种选择,当杂原子为氧时,则含杂原子基团可以为烃氧基基团,诸如烷氧基基团或烷基烷氧基基团。
“无机含杂原子基团”意指由至少1个杂原子以及至少1个氢或不同杂原子构成的基团。含杂原子基团可包括例如胺、羟基、亚氨基、硝基、氧代基、磺酰基和/或硫醇中的一者或多者。
“杂烷基”基团意指还包含至少一个杂原子的无环、支链或非支链的饱和单价烃基。“杂烷基”包括卤代烷基基团和其中至少一个碳原子已被诸如N、O、P或S之类的杂原子代替的烷基基团,例如当杂原子为O时,该杂烷基基团可为烷氧基基团。
“杂环”和“杂环的”各自意指在环中由碳原子和一个或多个杂原子构成的环基团。杂环中的杂原子可为N、O、P、S或它们的组合。杂环可以为单环的或作为另外一种选择可以为稠合的、桥联的或螺多环。单环杂环可在环中具有3至9个成员原子、作为另外一种选择具有4至7个成员原子以及作为另外一种选择具有5至6个成员原子。多环杂环可具有7至17个成员原子、作为另外一种选择具有7至14个成员原子以及作为另外一种选择具有9至10个成员原子。杂环可以为饱和的或部分不饱和的。
“杂芳族”意指由环中的碳原子和一个或多个杂原子构成的含完全不饱和环的基团。单环杂芳族基团可以具有5至9个成员原子、作为另外一种选择具有6至7个成员原子以及作为另外一种选择具有5至6个成员原子。多环杂芳族基团可具有10至17个成员原子、作为另外一种选择具有10至14个成员原子以及作为另外一种选择具有12至14个成员原子。杂芳族包括杂芳基基团,诸如吡啶基。杂芳族包括杂芳烷基,即具有侧链杂芳基和/或末端杂芳基的烷基基团或具有侧链烷基的杂芳基基团。示例性杂芳烷基基团包括甲基吡啶基和二甲基吡啶基。
“不含”意指组合物包含不可检测量的该成分,或者组合物包含的该成分的量与略去该成分的相同组合物相比不足以改变根据实例2中的方法测得的固化时间。例如,本文所述的组合物可以不含锡催化剂。“不含锡催化剂”意指组合物包含不可检测量的能够催化与组合物中的成分的-OH和-H部分发生缩合反应的锡催化剂,或者组合物包含的锡催化剂的量与略去锡催化剂的相同组合物相比不足以改变根据实例2中的方法测得的固化时间。该组合物可不含钛催化剂。“不含钛催化剂”意指组合物包含不可检测量的能够催化与组合物中的成分的-OH和-H部分发生缩合反应的钛催化剂,或者组合物包含的钛催化剂的量与略去钛催化剂的相同组合物相比不足以改变根据实例2中的方法测得的固化时间。作为另外一种选择,本文所述的组合物可不含金属缩合反应催化剂(即,除本文所述的成分(A)之外)。“不含金属缩合反应催化剂”意指组合物包含不可检测量的2013年5月1日版IUPAC元素周期表(网址:http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/news/IUPAC_Periodic_Table-1May13.pdf)的4、13、14或15族金属的化合物,该化合物能够催化缩合反应,诸如Al、Bi、Sn、Ti和/或Zr的化合物;或者包含的这种金属缩合反应催化剂的量与略去金属缩合反应催化剂的相同组合物相比不足以改变根据实例2中的方法测得的固化时间。出于该定义的目的,“不可检出量”可例如根据ASTM D7151-05方法“用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定绝缘油中元素的标准测试方法(Standard Test Method forDetermination of Elements in Insulating Oils by Inductively Coupled PlasmaAtomic Emission Spectrometry(ICP-AES))”进行测量。
“非官能化”意指成分(如,聚有机硅氧烷)不具有参与缩合反应的可水解基团。
本文所用的缩写定义如下。缩写“cP”意指厘泊。“DP”意指聚合物的聚合度。“FTIR”意指傅里叶变换红外光谱。“GPC”意指凝胶渗透色谱法。“Mn”意指数均分子量。Mn可使用GPC测量。“Mw”意指重均分子量。“NMR”意指核磁共振。“Me”意指甲基。“Et”意指乙基。“Ph”意指苯基。“Pr”意指丙基并包括诸如iPr和nPr之类的多种结构。“iPr”意指异丙基。“nPr”意指正丙基。“Bu”意指丁基并包括囊括nBu、仲丁基、tBu和iBu的多种结构。“iBu”意指异丁基。“nBu”意指正丁基。“tBu”意指叔丁基。
在一个实施例中,组合物包含:
(A)如上所述催化有效量的Zn前体和配体的反应产物,以及
(B1)平均每分子具有一个或多个羟基(-OH)部分的羟基官能化化合物,和
(B2)平均每分子具有一个或多个Si–50部分的Si-R50官能团化合物,其中成分(A)能够催化成分(B1)上的羟基部分和成分(B2)上的Si-R50部分的缩合反应。成分(B1)和(B2)上的–OH和Si-R50部分的缩合反应制备反应产物。
所述组合物可任选地还包含一种或多种另外的成分。所述一种或多种另外成分不同于成分(A)、(B1)和(B2)。合适的另外成分的示例为:(C)交联剂、(D)干燥剂;(E)扩充剂、增塑剂或它们的组合;(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)增链剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘合剂;(O)抗老化添加剂;(P)释水剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)载体(诸如溶剂和/或稀释剂);(T)增粘剂;(U)腐蚀抑制剂;以及它们的组合。
成分(A)包含催化有效量的含Zn缩合反应催化剂。含Zn缩合反应催化剂包含Zn前体和配体的反应产物。不希望受理论所束缚,认为这种反应产物包含Zn-配体络合物。Zn前体不同于Zn前体和配体的反应产物。Zn前体可为Zn的化合物。Zr前体是具有通式(i)的Zn的化合物:Zn-Aa,其中下标a为1至锌的最大化合价,并且各A独立地为可置换取代基。各A可为例如单价有机基团或单价无机基团,并且下标a具有在1至2的范围内的值。作为另外一种选择,a=2。A的可置换取代基的例子包括单价烃基、氨基、甲硅烷基酰胺基团、羧酸酯基团和烃氧基。可置换取代基意指A的一个或多个例子所选的基团可反应完或者被配体取代。
A的单价烃基的例子包括但不限于烷基,诸如甲基、乙基、丙基、丁基、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,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基;碳环基团,示例为饱和碳环基团(例如环烷基,诸如环戊基和环己基),或不饱和碳环基团(诸如环戊二烯基或环辛二烯基);芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基和萘基;和芳烷基,诸如苄基或2-苯基乙基。
A的氨基基团的例子具有式–NA’2,其中各A’独立地为氢原子或单价烃基。A’的示例性单价烃基包括但不限于烷基,诸如甲基、乙基、丙基、丁基、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,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基;碳环基团,示例为饱和碳环基团(例如环烷基,诸如环戊基和环己基),或不饱和碳环基团(诸如环戊二烯基或环辛二烯基);芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基、2,4,6-三甲苯基和萘基;和芳烷基,诸如苄基或2-苯基乙基。作为另外一种选择,各A’可为氢原子或带1至4个碳原子的烷基基团,诸如甲基或乙基。
作为另外一种选择,对于通式(i)中的A,甲硅烷基酰胺基团可具有通式–N(SiA”’3)2,其中各A”’独立地为单价烃基。A”’的单价烃基的例子包括但不限于烷基,诸如甲基、乙基、丙基、丁基、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,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基;环烷基,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基;芳烷基,诸如苄基或2-苯基乙基。作为另外一种选择,各A”’可为烷基基团,诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。作为另外一种选择,各A”可为烷基基团,以及作为另外一种选择各A”可以为甲基、乙基、丙基(诸如异丙基或正丙基)或丁基。
作为另外一种选择,通式(i)中的各A可为羧酸酯基团。A的合适羧酸酯基团的例子包括但不限于乙基己酸酯(诸如2-乙基己酸酯)、新癸酸酯、辛酸酯和硬脂酸酯。
A的单价烃氧基的例子可具有式-O-A”,其中A”为单价烃基。A”的单价烃基的例子包括但不限于烷基,诸如甲基、乙基、丙基、丁基、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,诸如乙烯基、烯丙基、丙烯基和己烯基;环烷基,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基;芳烷基,诸如苄基或2-苯基乙基。作为另外一种选择,各A”可为烷基基团,诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。作为另外一种选择,各A”可为烷基基团,以及作为另外一种选择各A”可以为乙基、丙基(诸如异丙基或正丙基)或丁基。
作为另外一种选择,各A可为烷基基团,诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。作为另外一种选择,各A可选自乙基、苄基、2,4,6-三甲苯基、苯基、-NEt2、环辛二烯、乙醇基(ethoxide)、异丙醇基(iso-propoxide)、丁醇基(butoxide)、2-乙基己酸酯基、新癸酸酯基、辛酸酯基和硬脂酸酯基。作为另外一种选择,各A可独立地选自甲硅烷基酰胺基团、烷基基团和羧酸酯基团。作为另外一种选择,各A可为甲硅烷基酰胺基团。作为另外一种选择,各A可为羧酸酯基团。
适于用作前体的Zn的有机化合物可商购获得。例如,二烷基锌化合物诸如Zn-Et2和二芳基锌化合物诸如Zn-Ph2的锌的化合物可从美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司商购获得。(Aldrich))商购获得。锌(II)双(三烷基甲硅烷基)酰胺诸如锌双(双(三甲基甲硅烷基)酰胺)也可从奥德里奇公司(Aldrich)商购获得。锌的二酯诸如(辛酸酯)2锌可从美国康涅狄格州西黑文的城市化学品有限责任公司(City Chemicals LLC of WestHaven,Connecticut,U.S.A.)商购获得。2-乙基己酸锌可从美国马萨诸塞州纽伯里波特的施特雷姆化学品公司(Strem Chemicals,Inc.of Newburyport,Massachusetts,U.S.A.)商购获得。
配体为与Zn形成配位键的有机化合物。有机化合物包括中性和共轭碱形式。不希望受理论的束缚,据认为,配体置换上述通式(i)的Zn前体中的可置换取代基A的一个或多个实例而形成组分(A)的反应产物。
在一个实施例中,配体为包含通式(ii)的2个或更多个氨基官能化部分,或者2个至3个氨基官能化部分的氨基官能化有机化合物:其中下标x是1或2,并且A1和A2各自独立地选自本文定义的单价烃基和单价卤代烃基。单价烃基的示例为本文定义的烷基基团。作为另外一种选择,x可以为1。作为另外一种选择,x可以为2。作为另外一种选择,A1和A2可各自为具有1至6个碳原子;作为另外一种选择具有1至4个碳原子;以及作为另外一种选择具有1至2个碳原子的烷基基团。
配体可为三氨基官能化化合物。例如,配体可具有式(iii):
其中x、A1和A2如上所述,并且A3选自氢原子和具有1至6个碳原子;作为另外一种选择具有1至4个碳原子;以及作为另外一种选择具有1至2个碳原子的烷基基团。通式(iii)的配体的例子包括N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺或N,N,N′,N′-四乙基二乙烯三胺。
作为另外一种选择,配体可具有通式(iv):其中x、A1和A2如上所述,并且基团A4是具有共价结合成环的至少3个碳原子的碳环基团,下标y为至少1,下标z为至少2,并且(y+z)的量表示A4的化合价,其中碳环基团具有式A5的部分和共价结合至环中的碳原子的通式(ii)的部分;并且各A5独立地为氢原子或羟基基团。A4可为例如本文定义的环烷基基团或芳基基团。作为另外一种选择,A4可以为芳基,诸如苯基。各A5独立地为氢原子或羟基基团。作为另外一种选择,一个A5是羟基基团,其余各A5的例子是氢原子。作为另外一种选择,下标z为2至3;作为另外一种选择,下标z为3。通式(iv):的配体的例子包括2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
适用于制备成分(A)的合适的配体的例子包括下表1所示的具有中性形式的每个配体。
表1中的各种配体可商购获得。例如,配体2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、是N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺和N,N,N′,N′-四乙基二亚乙基三胺各自可从奥德里奇公司(Aldrich)商购获得。
在一个可供选择的实施例中,配体为如上所述的包含通式(ii)的一个或多个氨基官能化部分的氨基官能化有机化合物。作为另外一种选择,每个配体分子可具有1个通式(ii)的氨基官能化部分。在该实施例中,配体可具有通式(v):其中下标x、A1和A2如上所述。各A6独立地为单价有机基团。A6可为含单价杂原子基团或单价烃基。含单价杂原子基团的示例为单价卤代烃基、下式的氨基基团:的氨基基团,其中A7是氢或A1,A8是氢或A2,并且下标aa是0至2;或式的羟基官能团,其中下标bb是0至2;或式的氨基和羟基官能团,其中下标cc是1或2,下标dd是1或2,并且A9是氢或烷基。作为另外一种选择,单价烃基的示例为本文定义的烷基基团。作为另外一种选择,x可以为1。作为另外一种选择,x可以为2。作为另外一种选择,A1和A2可各自为具有1至6个碳原子;作为另外一种选择具有1至4个碳原子;以及作为另外一种选择具有1至2个碳原子的烷基基团。通式(v)的配体的例子包括下表1-B中的配体L6、L7、L8、L9、L10和L11。
作为另外一种选择,A6可为式的氨基基团,并且下标aa可为0或1,A7可为氢或烷基,并且A8可为氢或烷基。作为另外一种选择,A7可为氢,并且A8可为烷基。作为另外一种选择,A7和A8各自可为氢。作为另外一种选择,A7和A8各自可为烷基,诸如甲基或乙基。具有该式的配体的例子包括下表1-B中的配体L8、L9和L10。
作为另外一种选择,A6可为式的羟基官能团,并且下标bb可为0或1。具有该式的配体的例子包括下表1-B中的配体L6和L7。
作为另外一种选择,A6可为式的氨基和羟基官能团,其中下标cc是1或2,下标dd是1或2,并且A9是氢或烷基。作为另外一种选择,A9可为烷基诸如甲基。具有该式的配体的例子包括下表1-B中的配体L11。
作为另外一种选择,配体可具有通式(vi):其中A10、A11、A12、A13、A14、A15和A16各自独立地选自氢和烷基基团,诸如甲基、乙基、丙基或丁基。作为另外一种选择,A10、A11、A12、A13、A14、A15和A16各自为氢或甲基。作为另外一种选择,A10、A11、A12、A13、A14、A15和A16各自为氢。通式(vi)的配体的例子包括表1-B中的配体L12。
用于制备成分(A)的合适配体的例子包括下面表1-B中示出的配体的中性形式。
表1-B
成分(A)可通过上述方法制备,该方法包括使配体与前体反应,从而形成催化活性反应产物。不希望受理论所束缚,据认为催化活性反应产物包含Zn-配体络合物。该方法可任选还包括以下步骤:在将Zn前体与配体合并之前,将Zn前体或配体或这二者溶解于溶剂中。合适的溶剂的示例为下文针对成分(S)所述的那些。作为另外一种选择,可将配体溶解于容器中的溶剂中,之后可以移除溶剂,然后将Zn前体添加至容纳配体的容器中。对配体和Zn前体的量进行选择,以使得配体与Zn前体的摩尔比(配体:金属比)可以在10:1至1:1、作为另外一种选择在1:1至3:1以及作为另外一种选择在1:1至2:1的范围内。可以通过任何适宜的手段将Zn前体与配体合并,例如将它们在容器中混合在一起或振荡该容器。
使Zn前体和配体反应可通过任何常规的手段进行,诸如使Zn前体和如上所述制备的配体在25℃的室温(RT)下或通过加热而反应一段时间。加热可通过任何常规的手段进行,诸如通过加热套、加热线圈或将容器置于烘箱中。反应温度取决于各种因素,包括特定的Zn前体与所选的配体的反应性和配体:金属比,然而,温度可在25℃至200℃,作为另外一种选择25℃至75℃的范围内。反应时间取决于多种因素,包括所选的反应温度,然而,反应时间可在1分钟至48小时,作为另外一种选择45分钟(min)至60min的范围内。配体和Zn前体可相继组合并加热。作为另外一种选择,可以同时将配体与Zn前体合并并加热。
制备成分(A)的催化活性反应产物的方法可任选地还包括在反应后添加溶剂。合适的溶剂的示例为下文针对成分(S)所述的那些。作为另外一种选择,该方法还可任选地包括除去反应副产物和/或溶剂(如果存在溶剂的话,溶剂例如用于在加热之前或加热期间有利于Zn前体和配体的组合)。副产物包括例如H-A(其中A如上文通式(i)中所定义)或在配体与Zn前体反应时由Zn前体的有机基团反应而产生的任何物质。副产物可通过任何常规的手段(诸如汽提或蒸馏)通过加热或在真空下或它们的组合去除。所得的分离的Zn-配体络合物可以被用作成分(A)的催化活性反应产物。
作为另外一种选择,在将催化活性反应产物用作成分(A)前不将反应副产物除去。例如,可使配体和Zn前体如上所述进行反应,除去或不除去溶剂,然后可将所得的催化活性反应产物(包含Zn-配体络合物和反应副产物以及任选地溶剂或稀释剂)用作成分(A)。不希望受理论束缚,据认为,副产物可充当除了Zn-配体络合物外的缩合反应催化剂,或充当Zn-配体络合物的共催化剂或活化剂。因此,反应产物可催化缩合反应。
组合物可包含一种单一催化剂。作为另外一种选择,组合物可包含作为成分(A)的上述两种或更多种催化剂,其中该两种或更多种催化剂在至少一种性质如配体的选择、前体的选择、配体:金属比率以及通式(i)中基团A的定义方面存在差异。组合物可以不含锡催化剂,作为另外一种选择,组合物可以不含钛催化剂,以及作为另外一种选择组合物可以同时不含锡催化剂及不含钛催化剂。作为另外一种选择,组合物可以不含除成分(A)之外的催化成分(B1)上的羟基基团的缩合反应的任何Zn化合物。作为另外一种选择,组合物可以不含除成分(A)之外的金属缩合反应催化剂。作为另外一种选择,组合物可以不含除成分(A)之外的催化成分(B1)上的羟基基团的缩合反应的任何成分。
成分(A)以催化有效量存在于组合物中。确切的量取决于多种因素,包含成分(A)的反应性、成分(B1)的类型和量以及任何另外的成分(如果存在)的类型和量。然而,以组合物中所有成分的总重量计,组合物中成分(A)的量可以在1百万分率(ppm)至10%、作为另外一种选择在10ppm至5%、作为另外一种选择在0.1%至2%以及作为另外一种选择在1ppm至1%的范围内。
成分(B1)是羟基官能化化合物。成分(B1)每分子具有一个或多个-OH部分、作为另外一种选择具有两个或多个-OH部分。羟基官能化化合物可包含另外的官能团(即,除OH之外的一个或多个官能团),诸如羧基、氨基、脲、氨基甲酸酯、酰胺或环氧基。羟基官能化化合物可为二醇。作为另外一种选择,羟基官能化化合物可为平均每分子具有多于一个OH基团,作为另外一种选择每分子具有2个或更多个OH基团,以及作为另外一种选择每分子具有10至1000个OH基团的多元醇。成分(B1)可选自聚有机硅氧烷,诸如聚二有机硅氧烷、有机聚合物或有机硅-有机共聚物(共价结合至聚合物主链和/或末端中的Si原子和/或碳原子的式OH的一个或多个羟基基团)。作为另外一种选择,(B1)可为一元醇,诸如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇。作为另外一种选择,成分(B1)可为聚有机硅氧烷或有机聚合物。作为另外一种选择,成分(B1)可为聚有机硅氧烷。成分(B1)中的羟基基团可位于聚合物中的末端、侧链或末端和侧链两个位置。成分(B1)可以包含直链、支链、环状或树脂状结构。作为另外一种选择,成分(B1)可包含直链、支链或环状结构。作为另外一种选择,成分(B1)可包含直链或支链结构。作为另外一种选择,成分(B1)可包含直链结构。作为另外一种选择,成分(B1)可包含直链结构和树脂状结构。成分(B1)可包含均聚物或共聚物或它们的组合。
成分(B1)可具有包含在下式(ii)的基团中的羟基基团:
其中各D独立地表示氧原子、二价有机基团、二价有机硅有机基团,或二价烃基(此处二价烃有何含义?)和二价硅氧烷基团的组合;各X独立地表示式OH的羟基基团;各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具有0或更大的值,前提条件是(a+c)的和为至少1,使得平均而言至少一个X存在于式中。作为另外一种选择,下标b的值的范围可为0至18(该值可大于18。在纸张涂覆中,可使用二硅烷醇树胶进行配制)。
作为另外一种选择,各D可以独立地选自氧原子和二价烃基。作为另外一种选择,各D可为氧原子。作为另外一种选择,各D可为二价烃基,其示例为:亚烷基基团,诸如亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚己基;亚芳基基团,诸如亚苯基,或亚烷基芳基基团诸如:
作为另外一种选择,D的一个例子可为氧原子,而D的一个不同例子是二价烃基。(二价烃基的碳上具有OH基团。)(直链或支链烃的末端也可具有OH基团)
作为另外一种选择,上式中的各R可以独立地选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团以及具有7至20个碳原子的芳烷基基团。
作为另外一种选择,下标b可为0。
成分(B1)可包含以上述式(ii)描述的基团,其含量为基体聚合物的0.2摩尔%至10摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至5摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至2.0摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至1.5摩尔%、以及作为另外一种选择0.6摩尔%至1.2摩尔%。
成分(B1)可为具有线性结构的聚有机硅氧烷,即聚二有机硅氧烷。当成分(B1)是聚二有机硅氧烷时,成分(B1)可包含羟基封端的聚二有机硅氧烷、羟基甲硅烷基亚烃基封端的聚二有机硅氧烷或它们的组合。
成分(B1)可包含式(I)的聚二有机硅氧烷:
其中各R1独立地为羟基基团,各R2独立地为单价有机基团,各R3独立地为氧原子或二价烃基,各下标d独立地为1、2或3,并且下标e为具有足以为聚二有机硅氧烷提供在25℃下具有至少100mPa·s的粘度和/或至少87的DP的值的整数。DP可以通过GPC使用聚苯乙烯标准品校准而测量。作为另外一种选择,下标e的值的范围可以为1至200,000。
适于R2的有机基团包括但不限于单价有机基团,诸如烃基和卤代烃基。用作R2的单价烃基的例子包括但不限于烷基,诸如甲基、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,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,诸如2-苯基乙基;R2的单价卤代烃基的例子包括但不限于氯化烷基基团,诸如氯甲基和氯丙基基团;氟化烷基基团,诸如氟甲基、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;氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基基团,诸如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,诸如环氧丙氧烷基,以及被氮原子取代的烃基,诸如氨基烷基和氰基官能团,诸如氰乙基和氰丙基。作为另外一种选择,各R2可为烷基基团诸如甲基。
当上述式(I)中各下标d是1并且各R3是氧原子时,成分(B1)可以包含α,ω-双官能聚二有机硅氧烷。例如,成分(B1)可具有式(II):R1R2 2SiO-(R2 2SiO)e’-SiR2 2R1,其中R1和R2如上所述,并且下标e’是整数,其具有的值足以赋予式(II)的聚二有机硅氧烷上述粘度。作为另外一种选择,下标e’具有在1至200,000、作为另外一种选择在50至1,000、以及作为另外一种选择在200至700范围内的值。
作为另外一种选择,在上式(II)中,各R2可为烷基,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。作为另外一种选择,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是羟基封端的聚二甲基硅氧烷。适合用作成分(B1)的羟基封端的聚二有机硅氧烷可通过本领域中已知的方法,诸如对应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来制备。
作为另外一种选择,成分(B1)可包含羟基官能化有机聚合物。作为另外一种选择,有机聚合物可为其中聚合物主链中至少一半原子是具有末端羟基基团的碳原子的聚合物。有机聚合物可例如选自烃类聚合物、聚醚、丙烯酸酯聚合物、多元醇、聚氨酯和聚脲。
成分(B1)可为有机羟基官能化化合物。有机羟基官能化化合物可为一元醇,诸如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇;聚醚多元醇,诸如二丙二醇或聚(四乙二醇)二醇,诸如丙氧基甘油;聚酯多元醇;聚酯-酰胺多元醇;聚缩醛多元醇;聚碳酸酯多元醇;聚己内酯多元醇;聚丁二烯多元醇;聚(环氧丙烷)多元醇;聚(环氧丙烷/环氧乙烷)共聚物;聚醚多元醇;以及聚硫化物多元醇。每分子具有两个OH基团的示例性羟基官能化化合物包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇(1,2-丙二醇和/或1,3-丙二醇)、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇以及它们的组合。每分子具有三个OH基团的示例性羟基官能化化合物包括甘油、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇、丙氧基甘油、三甘油以及它们的组合。
其他可使用的有机多羟基化合物包括季戊四醇、甘露糖醇、山梨糖醇、通常聚(乙烯氧基)二醇、通常聚(丙烯氧基)二醇、二丁二醇、聚(丁烯氧基)二醇和聚己内酯。其他可使用的高分子量多羟基物质是环氧化物诸如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、氧化苯乙烯和表氯醇的聚合反应产物。特别常见的高分子量多元醇是聚四亚甲基二醇。商购的多元醇是R-221-75多元醇(515g/mol碳键合羟基当量)(宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳公司(Bayer,Pittsburgh,PA))。
有机羟基官能化化合物平均每分子具有至少一个碳键合羟基基团。作为另外一种选择,有机羟基官能化化合物上的碳键合羟基基团当量可从80至800,作为另外一种选择从100至600。
作为另外一种选择,成分(B1)可为弹性体,即具有小于0℃的玻璃化转变温度(Tg)。当成分(B1)是弹性体时,成分(B1)可根据Tg从半结晶和无定形聚烯烃(如,α-烯烃),通常称为热塑性聚合物分离。
成分(B1)可包含甲硅烷基化聚(α-烯烃)、异单烯烃与乙烯基芳族单体的甲硅烷基化共聚物、双烯与乙烯基芳族单体的甲硅烷基化共聚物、烯烃与双烯的甲硅烷基化共聚物(例如由聚异丁烯和异戊二烯制备的甲硅烷基化丁基橡胶,其可任选被卤化)或它们的组合(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、双烯的甲硅烷基化均聚物(例如甲硅烷基化聚丁二烯或甲硅烷基化氢化聚丁二烯)或它们的组合(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任选含有一个或多个共价键合到甲硅烷基化聚合物的原子的卤素基团,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,诸如异丁烯、异戊烯、异己烯和异庚烯;作为另外一种选择异丁烯。合适的乙烯基芳族单体的例子包括但不限于烷基苯乙烯,诸如α-甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯和对甲基苯乙烯;作为另外一种选择对甲基苯乙烯。合适的烷基基团的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基;作为另外一种选择甲基。合适的烯基基团的例子包括乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基和己烯基;作为另外一种选择乙烯基。甲硅烷基化有机聚合物的Mn的范围可为20,000至500,000、作为另外一种选择为50,000-200,000、作为另外一种选择为20,000至100,000、作为另外一种选择为25,000至50,000以及作为另外一种选择为28,000至35,000;其中Mn的值以克每摩尔(g/mol)表示并通过三重检测尺寸排阻色谱法测量并基于聚苯乙烯分子量标准品计算。
合适的甲硅烷基化聚(α-烯烃)的例子是本领域熟知的并可商购获得。例子包括以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(DegussaAG Coatings&Colorants,Marl,Germany,Europe)商购获得。
简而言之,制备甲硅烷基化共聚物的方法涉及将以下三者接触:i)具有至少50摩尔%的包含具有4至7个碳原子的异单烯烃残基的重复单元和至多50摩尔%的包含乙烯基芳族单体残基的重复单元的烯烃共聚物;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基团的硅烷;和iii)自由基产生剂。
作为另外一种选择,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,然后氢化硅烷化)转化可商购获得的羟基化聚丁二烯(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)。
作为另外一种选择,合适的甲硅烷基改性的烃聚合物的例子包括甲硅烷基改性的聚异丁烯,其可以远螯聚合物的形式商购获得。甲硅烷基改性的聚异丁烯可例如包含衍生自甲硅烷基取代的丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯单体(诸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)的可固化甲硅烷基基团,其可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。
作为另外一种选择,成分(B1)可包含聚醚。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为值在2至4范围内的整数。聚氧化烯聚合物通常具有末端羟基基团。作为另外一种选择,可以通过氢化硅烷化型方法来进行聚合。主要包含氧丙烯单元的聚氧化烯可具有适合许多密封剂用途的性质。
有机聚合物可替代地为丙烯酸酯聚合物,即丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的加成聚合物,其可以在丙烯酸酯聚合物中包含至少50摩尔%的单体重复单元。合适的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。合适的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,丙烯酸酯聚合物可具有低于环境温度的Tg;并且丙烯酸酯聚合物可形成Tg比甲基丙烯酸酯聚合物低的聚合物。示例性的丙烯酸酯聚合物是聚丙烯酸丁酯。丙烯酸酯聚合物可含有较少量的其他单体,诸如苯乙烯、丙烯腈或丙烯酰胺。丙烯酸酯聚合物可通过诸如常规的自由基聚合或活性自由基聚合(诸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)之类的多种方法来制备。可固化甲硅烷基基团可例如衍生自甲硅烷基取代的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体。诸如二烷氧基烷基甲硅烷基或三烷氧基甲硅烷基基团之类的可水解甲硅烷基基团可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。当已通过可形成反应性末端基团的聚合方法(诸如原子转移自由基聚合、链转移聚合或活性阴离子聚合)制备了丙烯酸酯聚合物时,其可容易地与甲硅烷基取代的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸单体反应以形成末端可水解的甲硅烷基基团。
甲硅烷基改性聚氨酯或聚脲可以例如通过使具有末端烯键式不饱和基团的聚氨酯或聚脲与含有可水解基团和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)反应而制备。
作为另外一种选择,成分(B1)可具有有机硅-有机嵌段共聚物主链,其包含至少一个聚有机硅氧烷基团嵌段和至少一个有机聚合物链嵌段。聚有机硅氧烷基团可包含式-(R4 fSiO(4-f)/2)-基团,其中各R4独立地为有机基团,诸如具有1至18个碳原子的烃基、具有1至18个碳原子的卤代烃基(诸如氯甲基、全氟丁基、三氟乙基和九氟己基)、具有最多18个碳原子的烃氧基基团或如下示例的另一有机基团:含氧原子的基团,诸如(甲基)丙烯酸基或羧基;含氮原子的基团,诸如氨基官能团、酰胺基官能团和氰基官能团;含硫原子的基团,诸如巯基;并且下标f平均具有1至3或1.8至2.2范围内的值。
作为另外一种选择,各R4可为具有1至10个碳原子的烃基,或是卤代烃基;并且下标f可为0、1或2。适合作为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、甲苯基基团、氯或氟取代的丙基基团(诸如3,3,3-三氟丙基)、氯苯基、β-(全氟丁基)乙基或氯环己基基团。
聚合物主链中的有机嵌段可包含例如聚苯乙烯和/或取代的聚苯乙烯类,诸如聚(α-甲基苯乙烯)、聚(乙烯基甲基苯乙烯)、二烯类、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)。可结合到聚合物主链中的其他有机基团可包括乙炔封端的低聚亚苯基、乙烯基苄基封端的芳族聚砜低聚物、芳族聚酯、芳族聚酯类单体、聚亚烷基、聚氨酯、脂族聚酯、脂族聚酰胺和芳族聚酰胺。
作为另外一种选择,成分(B1)的硅氧烷有机嵌段共聚物中的有机聚合物嵌段可以为基于聚氧化烯的包含重复氧化烯单元的嵌段,其由平均式(-CgH2g-O-)h表示,其中下标g为值在2至4范围内的整数并且下标h为至少4的整数。各聚氧化烯聚合物嵌段的数均分子量(Mn)可在300至10,000的范围内。此外,氧化烯单元不必在聚氧化烯嵌段中都相同,而是可以在单元之间存在差异。聚氧化烯嵌段例如可以包含氧乙烯单元(-C2H4-O-)、氧丙烯单元(-C3H6-O-)或氧丁烯单元(-C4H8-O-)或它们的组合。作为另外一种选择,聚氧化烯聚合物主链可基本上由氧乙烯单元和/或氧丙烯单元组成。其他聚氧化烯嵌段可包含例如以下结构的单元:-[-R5-O-(-R6-O-)i-Pn-CR7 2-Pn-O-(-R6-O-)j-R5]-,其中Pn为1,4-亚苯基基团,各R5相同或不同并为具有2至8个碳原子的二价烃基,各R6相同或不同并为亚乙基基团或亚丙基基团,各R7相同或不同并为氢原子或甲基基团,并且各下标i和j各自表示值在3至30范围内的正整数。
作为另外一种选择,成分(B1)可为甲醇官能化聚有机硅氧烷。示例性甲醇官能化聚有机硅氧烷可具有单元式[III]。单元式[III]为:(R41 3SiO1/2)e(R42 2SiO2/2)f(R43SiO3/2)g(SiO4/2)h
在单元式[III]中,各R41独立地为氢原子、单价烃基诸如具有1至8个碳原子的烷基基团或芳基基团;或甲醇基团;各R42独立地为氢原子、单价烃基诸如具有1至8个碳原子的烷基基团或芳基基团,或甲醇基团;并且R43是单价烃基诸如具有1至8个碳原子的烷基基团或芳基基团。在单元式[III]中,下标e≥0,f≥0,g≥0,h≥0,并且量满足0≤(e+f+g+h)≤1。作为另外一种选择,下标e<0.5,f≥0,g>0,h<0.5,量(g+h)>0,并且量(e+f+g+h)=1。
如本文所述,“甲醇基团”定义为包含至少一个碳键合羟基(COH)基团的任何基团。因此甲醇基团可以包含不止一个COH基团,例如
碳键合羟基基团中的碳可为烃基诸如烷基或芳基中的碳原子,或卤代烃基诸如氯苯基、溴苯基或氟苯基中的碳原子;如下文所述。作为另外一种选择,甲醇基团可具有式R44OH,其中R44是具有至少3个碳原子的二价烃基或具有至少3个碳原子的二价烃氧基基团。基团R44的例子是选自-(CH2)x-、-CH2CH(CH3)-、-CH2CH(CH3)CH2-、-CH2CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2-和-OCH(CH3)(CH2)x-的亚烷基基团,其中下标x为1至10。具有至少6个碳原子的含芳基甲醇基团由具有式R45OH的基团示出,其中R45是选自-(CH2)yC6H4-和-CH2CH(CH3)(CH2)yC6H4-的亚芳基基团,其中下标y为0至10,以及-(CH2)xC6H4(CH2)x-的亚芳基基团,其中下标x如上文所定义。
甲醇官能化聚有机硅氧烷可为甲醇官能化有机硅树脂。合适的甲醇官能化有机硅树脂的示例为
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((CH3)3SiO1/2)e
((R46)CH3SiO2/2)f,其中R46=-(CH2)3C6H4OH
((C6H5)CH3SiO2/2)f
(C6H5SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((R47)(CH3)2SiO1/2)e,其中R47=-(CH2)3C6H4OH和
(C6H5SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((R47)(CH3)2SiO1/2)e,其中R47=-(CH2)3C6H4OH和
(CH3SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((R48)(CH3)2SiO1/2)e,其中R48=-(CH2)3OH和
(C6H5SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((R49)(CH3)2SiO1/2)e,其中R49=-(CH2)3OH
(CH3SiO3/2)g
(C6H5SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((CH3)3SiO1/2)e
((R50)CH3SiO2/2)f,其中R50=-(CH2)3OH
((C6H5)CH3SiO2/2)f
(C6H5SiO3/2)g
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((CH3)3SiO1/2)e
((R51)(CH3)2SiO1/2)e,其中R51=-(CH2)3OH和
(C6H5SiO3/2)g;以及
包含以下单元的甲醇官能化有机硅树脂:
((R52)(CH3)2SiO1/2)e,其中R52=-CH2CH(CH3)CH2OH
((H)(CH3)2SiO1/2)e
(C6H5SiO3/2)g
其中下标e具有0.2至0.4的树脂中总值,f具有0至0.4的树脂中总值,并且g具有0.3至0.8的树脂中总值。此类甲醇官能化聚有机硅氧烷的例子如WO2008/088491和美国专利7,452,956所公开。
作为另外一种选择,成分(B1)可除了上文关于成分(B1)所述的聚合物之一以外还包含有机硅树脂,或可以包含有机硅树脂来代替上文关于成分(B)所述的聚合物之一。合适的有机硅树脂的示例为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,诸如单价烃基,其示例为:烷基,诸如甲基、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,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,诸如2-苯基乙基。卤代烃基,其示例为:氯化烷基基团,诸如氯甲基和氯丙基基团;氟化烷基基团,诸如氟甲基、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;氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基基团,诸如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,诸如氧原子取代的烃基,诸如环氧丙氧烷基,以及氮原子取代的烃基,诸如氨基烷基和氰基官能基团诸如氰乙基和氰丙基;并且下标w的每个例子是0、1或2。作为另外一种选择,各R29和各R30可为烷基基团。MQ树脂具有的M单元:Q单元(M:Q)的摩尔比范围可为0.5:1至1.5:1。这些摩尔比方便地通过Si29NMR光谱法来测量。该技术除了能够测定有机硅树脂的总羟基含量以外,还能够定量测定衍生自有机硅树脂和衍生自存在于初始有机硅树脂中的新五聚物(neopentamer)Si(OSiMe3)4的R29 3SiO1/2(“M”)和SiO4/2(“Q”)单元的浓度。
MQ有机硅树脂可溶于诸如以下的溶剂中:液体烃,示例为苯、甲苯、二甲苯和庚烷;或液体有机硅化合物,诸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、作为另外一种选择0.7%或更少、作为另外一种选择0.3%或更少的以式X”SiO3/2表示的末端单元,其中X”表示羟基基团。存在于有机硅树脂中的硅烷醇基团的浓度可使用FTIR来测定。
实现MQ有机硅树脂的期望流动特性所需的Mn可至少部分地取决于有机硅树脂的Mn和存在于该成分中的由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,更通常为4500至7500。
MQ有机硅树脂可通过任何合适的方法制备。这种类型的有机硅树脂据报道已通过相应硅烷的共水解或通过本领域中已知的二氧化硅水溶胶封端法(silica hydrosolcapping method)来制备。简单来说,所述方法涉及使二氧化硅水溶胶在酸性条件下与可水解的三有机硅烷(诸如三甲基氯硅烷)、硅氧烷(诸如六甲基二硅氧烷)或它们的组合反应,并回收包含M单元和Q单元的产物(MQ树脂)。所得MQ树脂可以含有2至5重量%的硅键合羟基基团。
用于制备MQ有机硅树脂的中间体可以为式R29 3SiX’的三有机硅烷,其中X’表示可水解基团诸如卤素、烷氧基或羟基;以及具有四个可水解基团诸如卤素、烷氧基或羟基的硅烷,或碱金属硅酸盐诸如硅酸钠。
各种合适的MQ树脂可商购自诸如以下的来源:美国密歇根州米德兰道康宁公司(Dow Corning Corporation,Midland,MI,U.S.A.)、美国纽约州奥尔巴尼市的迈图高性能材料公司(Momentive Performance Materials,Albany,N.Y.,U.S.A.)和美国新泽西州东布朗士维克镇的蓝星有机硅美国公司(Bluestar Silicones USA Corp.,East Brunswick,N.J.,U.S.A)。例如,均可商购自道康宁公司的DOWMQ-1600固体树脂、DOWMQ-1601固体树脂和DOW1250表面活性剂、DOW7466树脂和DOW7366树脂适用于本文所述的方法中。作为另外一种选择,可使用含有M、T和Q单元的树脂,诸如DOWMQ-1640薄片树脂(Flake Resin),其也可商购自道康宁公司。此类树脂可在有机溶剂中提供。
作为另外一种选择,有机硅树脂可包含倍半硅氧烷树脂,即含有式(R31SiO3/2)的T单元的树脂。各R31可独立地选自氢原子和单价有机基团,诸如单价烃基,单价烃基的示例为:烷基,诸如甲基、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,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,诸如2-苯基乙基。卤代烃基,其示例为:氯化烷基基团,诸如氯甲基和氯丙基基团;氟化烷基基团,诸如氟甲基、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;氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基基团,诸如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,诸如氧原子取代的烃基,诸如环氧丙氧烷基,以及氮原子取代的烃基,诸如氨基烷基和氰基官能基团诸如氰乙基和氰丙基。适用于本文中的倍半硅氧烷树脂是本领域已知的并且可商购获得。例如,具有15的DP和1200g/mol的重均分子量(Mw)的甲基甲氧基硅氧烷甲基倍半硅氧烷树脂可以DOWUS-CF 2403树脂从美国密歇根州米德兰市的道康宁公司(DowCorning Corporation,Midland,Michigan,U.S.A.)商购获得。作为另外一种选择,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它们的组合。这样的树脂是本领域已知的并且可作为也可购自道康宁公司的DOW200薄片树脂商购获得。作为另外一种选择,有机硅树脂可包含式(R31 2SiO2/2)和/或(R31R32SiO2/2)的D单元和式(R31SiO3/2)和/或(R32SiO3/2)的T单元,即DT树脂,其中R31如上所述,并且R32是诸如上述基团X’的可水解基团。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DOW3037树脂;并且硅烷醇官能化树脂包括DOW800系列树脂,其也可商购自道康宁公司(Dow Corning Corporation)。其他合适的树脂包括含有甲基和苯基基团的DT树脂。
添加到组合物中的有机硅树脂的量可根据组合物的最终用途而变化。例如,当组合物的反应产物是凝胶时,可加入极少或不加入有机硅树脂。然而,基于组合物中所有成分的重量计,有机硅树脂在组合物中的量的范围可为0%至90%、作为另外一种选择0.1%至50%。
成分(B1)的量可取决于多种因素,包括组合物反应产物的最终用途、针对成分(B1)所选的羟基官能化化合物的类型以及所存在的任何另外的成分的量(如果存在的话)。然而,成分(B1)的量的范围可为组合物的0.01%至99%、作为另外一种选择10%至95%、作为另外一种选择10%至65%。
成分(B1)可为一种单一-OH官能化化合物或包含两种或更多种-OH官能化化合物的组合,所述两种或更多种基体聚合物在至少一个以下性质方面有所不同:平均分子量、可水解取代基、硅氧烷单元、顺序和粘度。
成分(B2)是Si-R50官能化化合物,即平均每分子具有一个或多个硅键合R50部分的化合物,其中R50可为氢原子或烃氧基基团。烃氧基基团可具有式–O-A”,如上文所述。作为另外一种选择,成分(B2)可具有2个或更多个硅键合R50部分。在一个实施例中,各R50可为氢原子。作为另外一种选择,各R50可为烃氧基基团。成分(B2)可包含硅烷和/或聚合物有机硅化合物。成分(B2)的有机硅化合物可选自聚有机硅氧烷,诸如聚二有机硅氧烷、有机聚合物或有机硅-有机共聚物(一个或多个R50部分共价键合至聚合物主链和/或末端中的Si原子)。作为另外一种选择,成分(B2)可为聚有机硅氧烷或有机聚合物。作为另外一种选择,成分(B2)可为聚有机硅氧烷。成分(B2)中的R50部分可位于聚合物中的末端、侧链或末端和侧链两个位置。成分(B2)可以包含直链、支链、环状或树脂状结构。作为另外一种选择,成分(B2)可包含直链、支链或环状结构。作为另外一种选择,成分(B2)可包含直链或支链结构。作为另外一种选择,成分(B2)可包含直链结构。作为另外一种选择,成分(B2)可包含直链结构和树脂状结构。成分(B2)可以包含均聚物或共聚物或它们的组合。
成分(B2)可包含式R51 eSiR50 f的硅烷,其中下标e为0、1、2或3;并且下标f为1、2、3或4,前提条件是(e+f)之和为4。各R50是氢原子或烃氧基基团。R50的合适烃氧基基团包括烷氧基,诸如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基;或者链烯氧基,诸如CH2=CH(O)。各R51独立地为卤素原子或单价有机基团。R51的合适卤素原子的示例为氯、氟、溴和碘;作为另外一种选择为氯。适于R51的单价有机基团包括但不限于单价烃基和单价卤代烃基。单价烃基包括但不限于烷基,如Me、Et、Pr、Bu、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十二烷基、十一烷基和十八烷基;环烷基,诸如环戊基和环己基;芳基,如Ph、甲苯基、二甲苯基和萘基;以及芳烷基,如苄基、1-苯乙基和2-苯乙基。单价卤代烃基的例子包括但不限于:氯化烷基,诸如氯甲基和氯丙基;氟化烷基基团,诸如氟甲基、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;氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基基团,诸如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。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如环氧丙氧烷基,和烷氧基如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基;和被氮原子取代的烃基如氨基烷基;以及氰基官能团如氰乙基和氰丙基。成分(B2)的合适Si-H官能化硅烷的示例为三氯硅烷(HSiCl3)、Me2HSiCl或MeHSi(OMe)2。成分(B2)的合适烷氧基硅烷的例子包括甲基三甲氧基硅烷,以及下文列出的作为成分(C)的交联剂的那些烷氧基硅烷。
成分(B2)可具有包含于下式(ii)的基团中的R50部分:
其中各D独立地表示氧原子、二价有机基团、二价有机硅有机基团,或二价烃基和二价硅氧烷基团的组合;各X独立地表示氢原子或烃氧基基团;各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具有0或更大的值,前提条件是(a+c)的和为至少1,使得平均而言至少一个X存在于式中。作为另外一种选择,下标b可具有0至4,000或者0至18的范围内的值。作为另外一种选择,各X可为氢原子。作为另外一种选择,各X可为烷氧基基团。
作为另外一种选择,各D可以独立地选自氧原子和二价烃基。作为另外一种选择,各D可为氧原子。作为另外一种选择,各D可为二价烃基,其示例为:亚烷基基团,诸如亚乙基、亚丙基、亚丁基或亚己基;亚芳基基团,诸如亚苯基,或亚烷基芳基基团诸如:
作为另外一种选择,D的一个例子可为氧原子,而D的一个不同例子是二价烃基。
作为另外一种选择,上式中的各R可以独立地选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团以及具有7至20个碳原子的芳烷基基团。
作为另外一种选择,下标b可为0。
成分(B2)可包含以上述式(ii)描述的基团,其含量为聚合物的0.2摩尔%至10摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至5摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至2.0摩尔%、作为另外一种选择0.5摩尔%至1.5摩尔%、以及作为另外一种选择0.6摩尔%至1.2摩尔%。
成分(B2)可以是具有线性结构的聚有机硅氧烷,即聚二有机硅氧烷。当成分(B2)是聚二有机硅氧烷时,成分(B2)可包含氢化封端的聚二有机硅氧烷、氢化甲硅烷基亚烃基封端的聚二有机硅氧烷或它们的组合。
成分(B2)可包含单元式(I)的聚二有机硅氧烷:
(R50 dR2 (3-d)SiR3 1/2)2(R2 2SiO2/2)e(R50R2SiO2/2)f
其中各R50如上所述,各R2独立地为单价有机基团,各R3独立地为氧原子或二价烃基,各下标d独立地为0、1、2或3,e≥0,f≥0,并且(e+f)的量为具有足以为聚二有机硅氧烷提供在25℃下至少100mPa·s的粘度和/或至少87的DP的值的整数。DP可以通过GPC使用聚苯乙烯标准品校准而测量。作为另外一种选择,下标e的值的范围可以为1至200,000。
适于R2的有机基团包括但不限于单价有机基团,诸如烃基和卤代烃基。用作R2的单价烃基的例子包括但不限于烷基,诸如甲基、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,诸如环戊基和环己基;芳基,诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和苄基;以及芳烷基,诸如2-苯基乙基;R2的单价卤代烃基的例子包括但不限于氯化烷基基团,诸如氯甲基和氯丙基基团;氟化烷基基团,诸如氟甲基、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;氯化环烷基基团,诸如2,2-二氯环丙基、2,3-二氯环戊基;以及氟化环烷基基团,诸如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,诸如环氧丙氧烷基,以及被氮原子取代的烃基,诸如氨基烷基和氰基官能团,诸如氰乙基和氰丙基。作为另外一种选择,各R2可为烷基基团诸如甲基。
当上式(I)中的各下标d为1,下标f为0,并且各R3为氧原子时,成分(B2)可包含α,ω-氢化聚二有机硅氧烷。例如,成分(B2)可具有式(II):HR2 2SiO-(R2 2SiO)e’-SiR2 2H,其中R2如上所述,并且下标e’是整数,其具有的值足以赋予式(II)的聚二有机硅氧烷上述粘度。作为另外一种选择,下标e’具有在1至200,000、作为另外一种选择在50至1,000、以及作为另外一种选择在200至700范围内的值。
作为另外一种选择,在上式(II)中,各R2可为烷基,例如甲基,并且下标e’的值可以使得Si-H官能化聚二有机硅氧烷在25℃下具有至少100mPa·s的粘度。作为另外一种选择,下标e’的值可以为50至700。示例性Si-H封端的聚二有机硅氧烷是氢化封端的聚二甲基硅氧烷。适合用作成分(B2)的氢化封端的聚二有机硅氧烷可通过本领域中已知的方法,诸如对应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来制备。
成分(B2)的量可取决于多种因素,包括组合物反应产物的最终用途、针对成分(B2)所选的Si-R50官能化化合物的类型以及所存在的任何另外的成分的量(如果存在的话)。然而,成分(B2)的量的范围可为组合物的0.01%至99%、作为另外一种选择0.1%至10%、作为另外一种选择1%至5%、作为另外一种选择1%至2%、作为另外一种选择10%至95%以及作为另外一种选择10%至65%。
成分(B2)可为一种单一Si-R50官能化化合物或包含两种或更多种Si-R50官能化化合物的组合,所述两种或更多种基体聚合物在至少一个以下性质方面有所不同:平均分子量、可水解取代基、硅氧烷单元、顺序和粘度。
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)、(B1)和(B2)以外且不同于成分(A)、(B1)和(B2)的成分。所述另外的成分当存在时可基于诸如组合物的使用方法和/或组合物固化产物的最终用途的因素而加以选择。所述另外的成分可为:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)扩充剂、增塑剂或它们的组合;(F)填料,诸如(f1)增强填料、(f2)增量性填料、(f3)传导性填料(如导电、导热或这二者);(G)填料处理剂;(H)杀生物剂,诸如(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,诸如(k1)粘附促进剂或(k2)脱模剂;(L)增链剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘合剂;(O)抗老化添加剂;(P)释水剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)载体;(T)增粘剂;(U)腐蚀抑制剂;以及它们的组合。所述另外的成分彼此不同。在一些实施例中,另外的成分(C)至(U)的至少一种,作为另外一种选择具有每一种以及它们的组合,不完全阻止成分(B1)和(B2)的缩合反应。
成分(C)是可添加到组合物中的交联剂,例如以增加通过组合物缩合反应制备的反应产物的交联密度。一般来讲,所选的成分(C)具有可根据组合物反应产物中所需的交联度而变化的官能度并使得反应产物不会因缩合反应的副产物而表现出过多的重量损失。一般来讲,对成分(C)进行选择,使得组合物保持足够的可反应性以在水分不可透过的包装中储存数月期间是可用的。一般来讲,成分(C)的选择使得成分(C)上的可水解取代基与成分(B1)上的羟基基团反应。例如,成分(C)的可水解取代基可为氢原子、卤素原子;酰胺基基团、酰氧基基团、烃氧基基团、氨基基团、氨氧基基团、巯基基团、肟基基团、酮肟基基团或烷氧基甲硅烷基亚烃基基团或它们的组合。成分(C)的确切的量可根据以下各种因素而变化,包括所选的羟基官能化化合物(B1)和交联剂(C)的类型、成分(B1)上的羟基基团的反应性和交联剂(C)的反应性以及反应产物的所需交联密度。然而,以100重量份的成分(B1)计,交联剂的量的范围可为0.5至100份。
成分(C)可包含具有可水解基团的硅烷交联剂或者其部分或全部水解产物。成分(C)平均每个分子具有多于两个与成分(B1)上的羟基基团反应的取代基。适用于成分(C)的硅烷交联剂的例子可具有通式(III)R8 kSi(R9)(4-k),其中各R8独立地为单价烃基诸如烷基基团;各R9是可水解取代基,其可以与上文关于成分(B1)所述的X相同。作为另外一种选择,各R9可为例如氢原子、卤素原子、乙酰胺基基团、酰氧基基团(诸如乙酰氧基)、烷氧基基团、酰胺基基团、氨基基团、氨氧基基团、羟基基团、肟基基团、酮肟基基团或甲基乙酰胺基基团;并且下标k的各例子可为0、1、2或3。对于成分(C),下标k具有大于2的平均值。作为另外一种选择,下标k的值的范围可为3至4。作为另外一种选择,各R9可以独立地选自羟基、烷氧基、乙酰氧基、酰胺基或肟。作为另外一种选择,成分(C)可选自酰氧基硅烷、烷氧基硅烷、酮肟基硅烷以及肟基硅烷。
成分(C)可包含烷氧基硅烷,其示例为:二烷氧基硅烷,诸如二烷基二烷氧基硅烷;三烷氧基硅烷,诸如烷基三烷氧基硅烷;四烷氧基硅烷;或它们的部分或完全水解产物,或它们的另一组合。适合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,以及作为另外一种选择为甲基三甲氧基硅烷。适合的四烷氧基硅烷的例子包括四乙氧基硅烷。以100重量份的成分(B1)计,用于可固化有机硅组合物中的烷氧基硅烷的量的范围可为0.5至15重量份。
作为另外一种选择,成分(C)可包含酰氧基硅烷,诸如乙酰氧基硅烷,例如甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷以及它们的组合。作为另外一种选择,成分(C)可包含含有烷氧基和乙酰氧基基团二者的硅烷,如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。作为另外一种选择,成分(C)可包含氨基官能化烷氧基硅烷。作为另外一种选择,成分(C)可包含肟基硅烷和/或酮肟基硅烷。作为另外一种选择,成分(C)可为聚合物型。例如,成分(C)可包含二硅烷,诸如双(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)可为一种单独的交联剂或包含两种或更多种交联剂的组合,所述两种或更多种交联剂在以下至少一个性质方面有所不同:键合到硅的可水解取代基和其他有机基团,以及当使用聚合物交联剂时,硅氧烷单元、结构、分子量和顺序。成分(C)的合适交联剂的示例为例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些。
成分(D)为干燥剂。干燥剂结合各种来源中的水。例如,干燥剂可结合缩合反应的副产物,诸如水和醇。干燥剂可为物理干燥剂和/或化学干燥剂。物理干燥剂的例子是吸附剂。成分(D)的合适吸附剂可为无机颗粒。吸附剂的例子包括沸石,诸如菱沸石、丝光沸石和方沸石;分子筛,诸如碱金属铝硅酸盐、硅胶、二氧化硅-氧化镁凝胶、活性炭、活性氧化铝、氧化钙以及它们的组合。
作为另外一种选择,干燥剂可通过化学手段结合水。一定量的添加至组合物的硅烷交联剂(除成分(C)之外)可以充当化学干燥剂。不希望受理论束缚,据认为,化学干燥剂可在组合物的多个部分混合在一起之后,加入至多部分组合物的干燥部分中以使组合物无水。例如,适合作为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)的合适干燥剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
成分(D)的量取决于所选择的特定干燥剂。然而,当成分(D)为化学干燥剂时,该量可以在0份至5份,作为另外一种选择在0.1份至0.5份的范围内。成分(D)可为一种化学干燥剂。作为另外一种选择,成分(D)可包含两种或更多种不同的化学干燥剂。
成分(E)为扩充剂和/或增塑剂。包含非官能化的聚有机硅氧烷的扩充剂可用于组合物中。例如,非官能化的聚有机硅氧烷可包含式R22 2SiO2/2双官能单元和式R23 3SiD’-末端单元,其中各R22和各R23独立地为单价有机基团,诸如单价烃基;并且D’是氧原子或使末端单元的硅原子与另一硅原子连接的二价基团(诸如上文关于成分(B1)所述的基团D),作为另外一种选择D’是氧原子。非官能化的聚有机硅氧烷是本领域已知的,并且可商购获得。适合的非官能化聚有机硅氧烷的例子由(但不限于)聚二甲基硅氧烷所例示。这样的聚二甲基硅氧烷包括DOW200流体,其可从美国密歇根州米德兰市的道康宁公司购得,并且可具有50cSt至100,000cSt、作为另外一种选择具有50cSt至50,000cSt、作为另外一种选择具有12,500至60,000cSt范围内的粘度。
可以除了上述非官能化的聚有机硅氧烷扩充剂以外还使用有机增塑剂,或者可以使用有机增塑剂代替上述非官能化聚有机硅氧烷扩充剂。有机增塑剂是本领域已知的并可商购获得。有机增塑剂可包括邻苯二甲酸酯、羧酸酯、羧酸酯、己二酸酯或它们的组合。有机增塑剂可选自:双(2-乙基己基)对苯二甲酸酯;双(2-乙基己基)-1,4-苯二甲酸酯;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;双(2-丙基庚基)邻苯二甲酸酯;己二酸二异壬酯;以及它们的组合。当存在有机增塑剂时,基于组合物中所有成分的组合重量计,有机增塑剂的量可在5至150重量份的范围内。
上文关于成分(E)所述的聚有机硅氧烷扩充剂和有机增塑剂可各自单独使用或以其二者或更多者的组合形式使用。低分子量有机增塑剂和更高分子量的聚合物增塑剂可组合使用。成分(E)的合适塑化剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。用在组合物中的成分(E)的确切的量可取决于多种因素,包括组合物及其固化产物的所需最终用途。然而,基于组合物中所有成分的组合重量计,成分(E)的量可在0.1%至10%的范围内。
成分(F)为填料。填料可包含增强填料、增量性填料、传导性填料或它们的组合。例如,组合物可任选还包含成分(f1)增强填料,基于组合物的重量计,其在存在时可以0.1%至95%、作为另外一种选择以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和是否加入任何其他填料。合适的增强填料的例子包括增强性二氧化硅填料,诸如热解二氧化硅、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。
基于组合物的重量计,组合物可任选还以0.1%至95%、作为另外一种选择以1%至60%以及作为另外一种选择以1%至20%范围内的量包含成分(f2),即增量性填料。增量性填料的例子包括碎石英、氧化铝、氧化镁、碳酸钙(诸如沉淀碳酸钙)、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、石墨或它们的组合。增量性填料是本领域已知的,并且可商购获得。
组合物可任选地还包含成分(f3),即传导性填料。传导填料可为导热的、导电的或这二者。传导性填料是本领域已知的,并且示例为金属颗粒(诸如铝、铜、金、镍、银以及它们的组合);涂布在非传导基材上的此类金属;金属氧化物(诸如氧化铝、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。
作为另外一种选择,可将其他填料加入至组合物中,类型和量取决于包括组合物的固化产物的最终用途在内的因素。此类其他填料的例子包括磁性颗粒,诸如铁氧体;和介电颗粒,诸如熔融玻璃微球、二氧化钛和碳酸钙。成分(F)的合适填料的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
组合物可任选还包含成分(G)处理剂。成分(G)的量可根据多种因素而变化,如所选处理剂的类型和待处理微粒的类型和量,以及微粒在加入组合物中之前是否经过处理,或微粒是否就地处理。然而,基于组合物的重量计,成分(G)可以0.01%至20%、作为另外一种选择以0.1%至15%、作为另外一种选择以0.5%至5%范围内的量使用。微粒,诸如填料、物理干燥剂、某些阻燃剂、某些颜料和/或某些释水剂,当存在时,可任选用成分(G)进行表面处理。微粒可以在加入组合物之前用成分(G)处理,或就地用成分(G)处理。成分(G)可包含烷氧基硅烷、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诸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,诸如硬脂酸钙。
可用作成分(G)的一些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,诸如有机氯硅烷、有机硅氧烷、有机二硅氮烷诸如六烷基二硅氮烷以及有机烷氧基硅烷诸如C6H13Si(OCH3)3、C8H17Si(OC2H5)3、C10H21Si(OCH3)3、C12H25Si(OCH3)3、C14H29Si(OC2H5)3和C6H5CH2CH2Si(OCH3)3。可以使用的其他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。
作为另外一种选择,成分(G)可包含具有下式的烷氧基硅烷:R13 pSi(OR14)(4-p),其中下标p可具有1至3范围内的值,作为另外一种选择下标p为3。各R13独立地为单价有机基团,诸如具有1至50个碳原子、作为另外一种选择具有8至30个碳原子、作为另外一种选择具有8至18个碳原子的单价烃基。R13的示例为烷基基团,诸如己基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基;和芳基基团,诸如苄基和苯乙基。R13可为饱和的或不饱和的,以及支链的或非支链的。作为另外一种选择,R13可为饱和的且非支链的。
各R14独立地为具有1至4个碳原子、作为另外一种选择具有1至2个碳原子的饱和烃基。成分(G)的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、十四烷基三甲氧基硅烷、苯乙基三甲氧基硅烷、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以用作处理剂。例如,合适的烷氧基官能化低聚硅氧烷包括具有式(R15O)qSi(OSiR16 2R17)(4-q)的那些。在该式中,下标q是1、2或3,作为另外一种选择下标q为3。各R15可为烷基基团。各R16可为具有1至10个碳原子的不饱和单价烃基。各R17可为具有至少10个碳原子的不饱和单价烃基。
某些微粒(诸如金属填料)可以用以下物质处理:烷基硫醇,诸如十八硫醇;脂肪酸,诸如油酸和硬脂酸;以及它们的组合。
其他处理剂包括烯基官能化聚有机硅氧烷。适合的烯基官能化聚有机硅氧烷包括但不限于:
其中下标r具有最高1,500的值。
成分(G)的合适处理剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
成分(H)为杀生物剂。成分(H)的量可根据多种因素而变化,包括所选杀生物剂的类型和所期望的有益效果。然而,以组合物中所有成分的重量计,成分(H)的量的范围可为大于0%至5%。成分(H)的示例为(h1)杀真菌剂、(h2)除草剂、(h3)杀虫剂、(h4)抗微生物剂或它们的组合。合适的杀生物剂的例子是本领域已知的并且例如在PCT公开No.WO2013/009836中公开。
成分(J)为阻燃剂。合适的阻燃剂可以包括例如炭黑、水合氢氧化铝和硅酸盐(诸如硅灰石)、铂和铂化合物。作为另外一种选择,阻燃剂可选自基于卤素的阻燃剂。作为另外一种选择,阻燃剂可选自基于磷的阻燃剂。成分(J)的合适阻燃剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
阻燃剂的量可根据多种因素而变化,诸如所选的阻燃剂和是否存在溶剂。然而,基于组合物中所有成分的组合重量计,组合物中阻燃剂的量可在大于0%至10%的范围内。
成分(K)为表面改性剂。合适的表面改性剂的示例为(k1)粘附促进剂或(k2)脱模剂。适用于成分(k1)的粘附促进剂可包含过渡金属螯合物、烃氧基硅烷(如烷氧基硅烷)、烷氧基硅烷与羟基官能化聚有机硅氧烷的组合、氨基官能化硅烷或它们的组合。粘附促进剂是本领域已知的,并且可包含具有式R24 tR25 uSi(OR26)4-(t+u)的硅烷,其中各R24独立地为具有至少3个碳原子的单价有机基团;R25含有至少一个具有粘附促进基团(诸如氨基、环氧基、巯基或丙烯酸酯基团)的SiC键合的取代基;下标t具有0至2范围内的值;下标u为1或2;并且(t+u)的和不大于3。各R26独立地为饱和烃基。R26的饱和烃基可为例如1至4个碳原子、作为另外一种选择为1至2个碳原子的烷基。R26的示例为甲基、乙基、丙基和丁基。作为另外一种选择,粘附促进剂可包含以上硅烷的部分缩合物。作为另外一种选择,粘附促进剂可包含以上硅烷的部分缩合物。作为另外一种选择,粘附促进剂可包含烷氧基硅烷与羟基官能化聚有机硅氧烷的组合。成分(K)的合适表面改性剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
成分(K)的精确量取决于多种因素,包括选择作为成分(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,基于组合物的重量计,成分(K)在存在时,可以0.01重量份至50重量份、作为另外一种选择以0.01重量份至10重量份以及作为另外一种选择以0.01重量份至5重量份范围内的量加入至组合物中。成分(K)可为一种粘附促进剂。作为另外一种选择,成分(K)可包含两种或更多种在至少一个以下性质方面有所不同的不同表面改性剂:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和顺序。
增链剂可包括双官能硅烷和双官能硅氧烷,其在交联发生之前延伸聚有机硅氧烷链的长度。增链剂可用于降低固化产物的拉伸模量。增链剂和交联剂在它们的反应中竞争成分(B1)中的羟基基团。为了实现令人瞩目的链增长,双官能硅烷具有比与其一起使用的三官能交联剂实质上更高的反应性。合适的增链剂包括二酰氨基硅烷,例如二烷基二乙酰氨基硅烷或烯基烷基二乙酰氨基硅烷(尤其是甲基乙烯基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷或二甲基二(N-甲基乙酰氨基)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;具有2至25的聚合度并且每分子具有平均至少两个可水解基团(例如乙酰氨基或乙酰氧基或氨基或烷氧基或酰氨基或酮肟基取代基)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)可为一种增链剂。作为另外一种选择,成分(L)可包含两种或更多种在至少一个以下性质方面有所不同的不同增链剂:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和顺序。
成分(M)是封端剂,其包含M单元即式R29 3SiO1/2的硅氧烷单元,其中各R29独立地表示不与成分(B1)反应的单价有机基团,诸如单价烃基。成分(M)可以包含在一个末端上被三有机甲硅烷基(如,(CH3)3SiO-)封端,且在另一个末端上被羟基封端的聚有机硅氧烷。成分(M)可为聚二有机硅氧烷,诸如聚二甲基硅氧烷。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超过50%、作为另外一种选择具有超过75%的总端基是羟基基团。聚二甲基硅氧烷中的三有机甲硅烷基的量可用于调节通过组合物的缩合反应制备的反应产物的模量。不希望受理论束缚,据认为,在某些固化产物中,越高的三有机甲硅烷基端基浓度可以提供越低的模量。成分(M)可以为单种末端封端剂。作为另外一种选择,成分(M)可包含两种或更多种在至少一个以下性质方面有所不同的不同末端封端剂:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和顺序。
成分(N)是非反应性、弹性体有机聚合物,即不与成分(B1)反应的弹性体有机聚合物。成分(N)与成分(B1)相容,即成分(N)不与成分(B1)形成双相体系。成分(N)可具有低气体和水分渗透性。成分(N)可具有30,000至75,000范围内的Mn。作为另外一种选择,成分(N)可为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,较高分子量的聚合物可具有100,000至600,000范围内的Mn,而较低分子量的聚合物可具有900至10,000,作为另外一种选择具有900至3,000范围内的Mn。Mn范围的下限值可选择为使得成分(N)具有与成分(B1)和组合物的其他成分的相容性。
成分(N)可包含聚异丁烯。聚异丁烯是本领域已知的并可商购获得。作为另外一种选择,成分(N)可包含丁基橡胶。作为另外一种选择,成分(N)可包含苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物或它们的组合。非反应性粘合剂的例子是本领域已知的,并且可商购获得。描述可见于PCT公开No.WO 2013/009836。
成分(N)的量基于组合物的重量计可在0份至50份、作为另外一种选择在10份至40份、作为另外一种选择在5份至35份的范围内。成分(N)可以为一种非反应性弹性体有机聚合物。作为另外一种选择,成分(N)可包含两种或更多种在至少一个以下性质方面有所不同的非反应性弹性体有机聚合物:结构、粘度、平均分子量、聚合物单元和顺序。作为另外一种选择,当成分(B1)包含具有有机聚合物主链的基体聚合物时,可将成分(N)加入至组合物中。
成分(O)为抗老化添加剂。抗老化添加剂可包括抗氧化剂、紫外吸收剂、紫外稳定剂、热稳定剂或它们的组合。合适的抗氧化剂是本领域已知的并可商购获得。成分(O)的合适抗老化添加剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
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和所需的抗老化有益效果。然而,成分(O)的量基于组合物的重量计可在0至5重量%、作为另外一种选择在0.1%至4%以及作为另外一种选择在0.5%至3%的范围内。成分(O)可以为一种抗老化添加剂。作为另外一种选择,成分(O)可包含两种或更多种不同抗老化添加剂。
成分(P)是在应用温度范围内释放水的释水剂。成分(P)的选择使得成分(P)所含的水的量足以使组合物部分或完全反应并且使得成分(P)在暴露于使用温度(即,组合物的使用温度)足够的时长时释放出足量的水。然而,成分(P)对水的结合足以防止过多的水在制备组合物的方法中以及在组合物的储存中释放出来。例如,成分(P)在组合物的配混中结合足够的水使得足够的水可在使用组合物的应用过程中或之后供组合物的缩合反应使用。这种“控制释放”性质还可以提供确保在施用过程期间不会有过多水被过于快速释放的有益效果,这是因为过多水被过于快速释放可能在由组合物的缩合反应形成的反应产物中产生气泡或空洞。当应用温度在80℃至120℃、作为另外一种选择在90℃至110℃,以及作为另外一种选择在90℃至100℃的范围内时,沉淀碳酸钙可用作成分(P)。然而,当在连续(如,双螺杆)配混机上制备组合物时,成分可在高于应用温度范围20℃至30℃的温度下配混一段较短的时间。因此,对成分(P)进行选择以确保在配混期间不释放出所有的水含量;然而,成分(P)在暴露于施加温度范围足够的一段时间后为组合物的缩合反应释放出足量的水。
合适的释水剂的例子例示如下:金属盐水合物、水合分子筛和沉淀碳酸钙,其从苏威公司(Solvay)以商标SPM获得。所选的释水剂可取决于多种因素,包括所选择用于组合物的其他成分,包括催化剂类型和量;以及配混、包装和施用期间的工艺条件。在双螺杆配混机中,停留时间可不到几分钟,通常不到1至2分钟。成分被快速加热,这是因为桶中和沿着螺杆的表面积/体积比高,并且通过成分剪切而产生热。多少水被从成分(P)中移出取决于水结合能力、温度、暴露时间(持续时间)和用于汽提通过配混器的组合物的真空水平。不希望受理论束缚,据认为,当在90℃下施加组合物时,采用120℃温度的双螺杆配混时,在沉淀CaCO3上仍将存在足够的水以使组合物在室温下经1至2周的时间通过缩合反应而反应。
可将释水剂添加至组合物,例如在基体聚合物具有低透水性时(如,在基体聚合物具有有机聚合物主链时),以及/或者组合物中成分(P)的量取决于多种因素,包含成分(A)、(B1)和(B2)的选择,以及是否存在任何另外的成分,然而基于组合物的重量计成分(P)的量可以在5至30份的范围内。
不希望受理论束缚,据认为,当将组合物加热到施用温度时,热将释放出水,而水将与成分(B1)上的羟基基团反应以使组合物反应。留在组合物中的诸如醇和/或水的副产物可通过干燥剂结合,从而允许缩合反应(其为平衡反应)继续进行直至完成。
成分(Q)为颜料。出于本申请的目的,术语“颜料”包括用以给本文中所述组合物的反应产物赋予颜色的任何成分。颜料的量取决于多种因素,包括所选颜料的类型和反应产物的所需着色程度。例如,基于组合物中所有成分的重量计,组合物可包含0至20%、作为另外一种选择0.001%至5%的颜料。成分(Q)的合适颜料的例子可商购获得,并且由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
基于组合物的重量计,组合物可任选地还包含至多5%、作为另外一种选择1%至2%的成分(R)流变添加剂以改进组合物的流变性。流变添加剂是本领域已知的并可商购获得。合适的流变添加剂的例子包括聚酰胺、氢化蓖麻油衍生物、金属皂、微晶蜡以及它们的组合。成分(R)的合适流变添加剂的例子由例如PCT公开No.WO2013/009836描述的那些所例示。
成分(R)的量取决于多种因素,包括所选的特定流变添加剂和组合物其他成分的选择。然而,成分(R)的量基于组合物的重量计可在0份至20份、作为另外一种选择在1份至15份以及作为另外一种选择在1份至5份的范围内。成分(R)可以为一种流变添加剂。作为另外一种选择,成分(R)可包含两种或更多种不同的流变添加剂。
可在组合物中使用载体(如溶剂和/或稀释剂)。载体可有利于组合物的流动和某些成分(如有机硅树脂)的引入。本文所用的载体是有助于组合物成分的流化但基本上不与这些成分的任一者反应的那些。可以基于组合物中成分的溶解性和挥发性来对载体进行选择。溶解性是指载体足以溶解和/或分散组合物的成分。挥发性是指载体的蒸气压。如果载体挥发性过高(具有过高的蒸气压),则在施用温度下可能会在组合物中形成气泡,并且气泡可能会引起裂缝或以其他方式弱化或不利地影响固化产物的性质。然而,如果载体挥发性不足(过低的蒸气压),则载体可能会在组合物的反应产物中仍继续充当增塑剂,或者反应产物展现出物理特性的时长可能长于期望值。
合适的载体包括具有合适蒸气压的聚有机硅氧烷,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,如可从美国密歇根州米德兰道康宁公司商购获得的0.5至1.5厘沲(cSt)Dow200流体和DOWOS流体。
作为另外一种选择,载体可为有机溶剂。有机溶剂可为醇,诸如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇或正丙醇;酮,诸如丙酮、甲基乙基酮或甲基异丁基酮;芳族烃,诸如苯、甲苯或二甲苯;脂族烃,诸如庚烷、己烷或辛烷;二醇醚,诸如丙二醇甲醚、二丙二醇甲基醚、丙二醇正丁醚、丙二醇正丙醚或乙二醇正丁醚;卤代烃,诸如二氯甲烷、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;矿油精;石脑油;N-甲基吡咯烷酮;或它们的组合。
载体的量可取决于多种因素,包括所选载体的类型以及选用于组合物的其他成分的量和类型。然而,基于组合物的重量计,载体的量可以在1%至99%、作为另外一种选择在2%至50%的范围内。
组合物可任选地还包含成分(T)增粘剂。增粘剂可包含脂族烃树脂,诸如具有6至20个碳原子的氢化聚烯烃、氢化萜烯树脂、松香酯、氢化松香甘油酯或它们的组合。增粘剂可商购获得,并且例如在PCT公开No.WO 2013/009836中有所描述。
组合物可任选地还包含成分(U),即腐蚀抑制剂。合适的腐蚀抑制剂的例子包括苯并三唑、巯基苯并三唑以及可商购获得的腐蚀抑制剂,如来自美国康涅狄格州诺沃克市的R.T.范德比尔特公司(R.T.Vanderbilt,Norwalk,Connecticut,U.S.A.)的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑衍生物(826)和烷基噻二唑(484)。当存在时,成分(U)的量基于组合物的重量计可在0.05%至0.5%的范围内。
当选择上述组合物的成分时,成分类型之间可存在重叠,这是因为本文所述的某些成分可具有不止一种功能。例如,某些烷氧基硅烷可以用作填料处理剂和粘附促进剂,某些脂肪酸酯可以用作增塑剂并且还可以用作填料处理剂,炭黑可以用作颜料、阻燃剂和/或填料,并且非反应性聚二有机硅氧烷(诸如聚二甲基硅氧烷)可以用作扩充剂和溶剂。
上文所述的组合物可以通过例如将所有成分通过任何便利方式(诸如混合)组合而制成单部分型组合物。例如,单部分型组合物可以通过任选地组合(如预先混合)羟基官能化化合物(B1)和Si-H官能化化合物(B2)以及扩充剂(E),并将所得的增量的基体聚合物与所有或部分填料(F)混合,并且将其与包含交联剂(C)和成分(A)的预混物混合来制备。其他添加剂(诸如(O)抗老化添加剂和(Q)颜料)可以在任何所需阶段加入至混合物中。最终的混合步骤可以在基本上无水条件下进行,并且所得组合物一般贮藏在基本上无水条件下(例如于密封容器中)直至准备使用。
作为另外一种选择,当存在交联剂时,组合物可以制备为多部分型(如,2部分型)组合物。在此情况下,将催化剂和交联剂以单独的部分储存,并在即将使用组合物前将这些部分合并。例如,两部分型可固化组合物可以通过如下制备:通过任何便利的手段(如混合)将包含(B1)与(B2)的成分组合以形成第一(固化剂)部分。第二(基础)部分可通过借助任何便利的手段(如混合)将包含(A)与(B1)的成分组合来制备。各成分可以在环境温度或升高温度下和在环境或无水条件下组合,这取决于多种因素,包括选择单部分型还是多部分型组合物。基体部分和固化剂部分可以在使用之前即刻通过任何便利方式(例如混合)组合。基础部分和固化剂部分可以按1:1至10:1的基础:固化剂相对量组合。
用于混合成分的设备无具体限制。合适的混合设备的例子可根据所选的各成分的类型和量加以选择。例如,搅拌式间歇操作釜可用于相对低粘度的组合物,诸如将反应形成树胶或凝胶的组合物。作为另外一种选择,可将连续配混设备,例如挤出机如双螺杆挤出机用于更粘稠的组合物以及包含相对较高的量的颗粒的组合物。可用于制备本文所述的组合物的示例性方法包括例如美国专利公布US 2009/0291238和US 2008/0300358所公开的那些。
如上文所述制备的这些组合物当被储存在保护组合物免于暴露于水分的容器中时可为稳定的,但这些组合物在暴露于大气水分时可经由缩合反应而反应。作为另外一种选择,当配制低渗透性组合物时,组合物可以在水分由释水剂释放时固化而形成固化产物。
如上所述制备的组合物及其反应产物具有多种用途。上述成分可用于制备多种类型的包含成分(A)、(B1)和(B2)的组合物。组合物还可以包含上述另外的成分中的一种或多种,取决于组合物的类型以及组合物和/或组合物反应产物的所需最终用途。例如,上文所述的成分和方法可以用于增链过程中以增加基体聚合物的粘度和/或形成树胶(例如当基体聚合物每分子平均具有一个或两个可水解基团时)。作为另外一种选择,上文所述的成分和方法可以用于配制可固化组合物(例如当基体聚合物每分子具有两个或更多个可水解基团和/或组合物中存在交联剂时)。本文所述的组合物可在暴露于水分时通过缩合反应而反应。例如,组合物可在暴露于大气水分时通过缩合反应而反应。作为另外一种选择,当存在释水剂时,组合物反应水分由释水剂释放。本文所述的各组合物反应形成反应产物。反应产物可具有选自树胶、凝胶、橡胶或树脂的形式。
实例
这些例子旨在说明本发明的一些实施例,而不应解释为限制权利要求书中所述的本发明的范围。参考例子不应该认为是现有技术,除非这样指明。如下成分用于下面的实例中。
金属前体的缩写如下:Zn-1为锌(2-乙基己酸)2(购自Gelest公司(Gelest)),Zn-2为二乙基锌(溶于己烷的10重量%溶液,购自施特雷姆化学品公司(Strem Chemical)),以及Zn-3为锌双(双三甲基甲硅烷基)酰胺(购自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)),如上所述。配体的缩写如下:(L1)为N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺,(L2)为N,N,N′,N′-四乙基二亚乙基三胺,以及(L3)为三(二甲氨基甲基)苯酚,如上所述。作为比较,(L4)为1,3-二丙酮二羧酸二乙酯(购自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich))。使用硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷(具有90mm2/s至120mm2/s(90cSt至120cSt)的粘度和4200的数均分子量Mw)(DMS-S21)和聚甲基氢化硅氧烷(HMS-992)(可从Gelest公司(Gelest)商购获得)评价催化活性。作为比较,使用商购获得的锡催化剂。Bu2Sn(OAc)2为二丁基二乙酸锡。
在实例1中,使用己烷和THF的混合溶剂(1:1体积比)从每种锌前体制备0.2M Zn-1、Zn-2和Zn-3溶液。配体(L1)、(L2)、(L3)和(L4)的0.2M溶液也使用己烷和THF的混合溶剂(1:1体积比)制备。在25℃的室温(RT)下向每种5mL锌前体(Zn-1、Zn-2或Zn-3)溶液缓慢加入5mL每种配体溶液(L1、L2、L3或L4),并不断搅拌。在室温下搅拌30分钟后,在50℃下加热每种溶液2小时。所得的反应产物为0.1M锌催化剂溶液,在实例2中测试其催化活性。
在实例2中,在20ml小瓶中加入DMS-S21(3gm或1.43mmol Si-OH)和HMS-992(0.085gm或1.36mmol Si-H)以及0.24gm(或0.30mL)锌催化剂溶液(0.03mmol)。用磁棒搅拌所得的溶液并在120℃下加热。每种溶液的粘度增加,伴随着氢气生成,最终固化每种溶液。记录溶液变粘以至终止磁棒搅拌的时间,并用于鉴定催化剂的活性。结果在下表中列出。作为比较,每种Zn前体、每种配体和商购获得的锡催化剂(二丁基二乙酸锡,0.05M,0.48gm)也用这种方式评价。表2示出了实例1所用的金属前体和配体以及在实例2中实现的固化时间。
表2-活性结果
样品 金属前体 配体 催化剂 固化时间(分钟)
1 Zn(2-EHA)2,Zn-1 L1 Zn-1/L1 24
2 Zn(2-EHA)2,Zn-1 L2 Zn-1/L2 30
3 Zn(2-EHA)2,Zn-1 L3 Zn-1/L3 15
4(比较例) Zn(2-EHA)2,Zn-1 L4 Zn-1/L4 52
5 Et2Zn,Zn-2 L1 Zn-2/L1 6
6 Et2Zn,Zn-2 L2 Zn-2/L2 10
7 Et2Zn,Zn-2 L3 Zn-2/L3 2
8(比较例) Et2Zn,Zn-2 L4 Zn-2/L4 17
9 Zn[N(SiMe3)2]2,Zn-3 L1 Zn-3/L1 22
10 Zn[N(SiMe3)2]2,Zn-3 L2 Zn-3/L2 25
11 Zn[N(SiMe3)2]2,Zn-3 L3 Zn-3/L3 2
12(比较例) Zn[N(SiMe3)2]2,Zn-3 L4 Zn-3/L4 28
13(比较例) Zn-1 不适用 >1000
14(比较例) Zn-2 不适用 53
15(比较例) Zn-3 不适用 57
16(比较例) >3000
17(比较例) >3000
18(比较例) L3 L3 >3000
19(比较例) L4 L4 >3000
20(比较例) Bu2Sn(OAc)2 23
在表2中,n/a意指不适用。这表示测试前体或配体的催化活性时,无上述反应产物成分(A)。
实例显示,所有测试组合产生的固化时间比单独配体或单独锌前体更快(表现出催化活性)。在相同条件下,所有锌前体和配体的测试组合与二丁基二乙酸锡相比也具有类似或更快的固化。此外,与比较例4、8和12相比,样品1-3、5-7和9-11(表2)分别显示出,与在相同条件下测试的非氨基官能化配体的使用相比,氨基官能化配体的使用产生更快的固化时间的益处。
在实例3中,在干燥箱中将Zn-1(5.21g,14.8mmol)溶解于10mL甲苯中。将L3(3.922g或14.8mmol)溶解于10mL甲苯中,在干燥箱中室温下用磁棒以500rpm搅拌的同时缓慢加入Zn-1溶液。溶液在室温下搅拌30分钟然后在60℃下加热2小时。抽空所得的溶液,从而移除溶剂。加入甲苯(37mL)溶解反应产物得到0.4M浓度的溶液。
在实例4中,在干燥箱的10mL甲苯中稀释溶于己烷(6.751g或5.46mmol)的10%Zn-2溶液。将L3(1.45g或5.46mmol)溶解于10mL甲苯中,在干燥箱中以500rpm搅拌的同时缓慢加入Zn-2溶液。在加入配体溶液期间产生乙烷气体。溶液在室温下搅拌30分钟然后在60℃下加热2小时。抽空所得的溶液,从而移除溶剂。加入甲苯(13.65mL)溶解反应产物得到0.4M浓度的溶液。
在实例5中,评价实例3和4中制备的反应产物的催化活性。组合DMS-S21(6g,对应于2.86mmol Si-OH)和HMS-992(0.3g,对应于4.6mmol Si-H)以及实例3或4的0.12g锌催化剂溶液(~0.05mmol)并充分混合。所得的溶液样品(0.5mL)涂布于铝盘上,得到0.25mm厚的膜。在烘箱中高温下加热样品。在不同的时间和温度下评价固化,结果列于下表3中。
表3
在实例6中,比较样品31通过混合26.4g硅烷醇封端的聚合物(Dow Corning Syl-Off 2794)、0.5g聚甲基氢化硅氧烷(Dow Corning 7048)、0.9g甲基二甲基氨基乙氧基硅氧烷(Dow Corning 2-7131)、125.8g庚烷和94.7g甲苯形成溶液来制备。将1.35g量的二丁基二乙酸锡加入溶液并混合。使用#10杆将所得的纸张涂料组合物涂覆于电晕处理LoparexPCK Grade纸上。涂覆纸张在烘箱中230℉下加热30秒。只要从烘箱移除纸张,即可表征小片纸张的可立即提取有机硅和擦除有机硅保持。后固化也通过在环境温度下保留烘箱固化纸张7天后测定可提取有机硅来表征。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为8.5%、97.8%和4.1%。为测定可提取有机硅,在如上所述制备涂层后,将一片涂覆纸张浸入溶剂中,使用X-射线查看留下多少涂层。
通过制备上文所述的比较样品31的溶液来制备样品32,不同的是将9g 0.4M Zn-1/L3催化剂(如上所述)加入溶液并混合。将所得的纸张涂料组合物涂覆于纸张上,加热,并且如上文比较样品31所述进行测试。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为100%、24.7%和3.4%。
通过如上文比较样品31所述制备溶液来制备样品33,不同的是加入9g 0.4M Zn-2/L3催化剂并混合。将所得的纸张涂料组合物涂覆于纸张上,加热,并且如上文比较样品31所述进行测试。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为22%、98.8%和5.2%。
比较样品34如上文比较样品31所述制备。使用#10杆将所得的涂料组合物涂覆于UPM White Glassine纸张上。涂覆纸张在烘箱中350℉下加热15秒。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为11.0%、91.1%和2.9%。
样品35如上文比较样品31所述制备,不同的是加入9g 0.4M Zn-1/L3催化剂。将所得的涂料组合物涂覆于纸张上,加热,并且使用与比较样品34相同的工序评价。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为8.1%、98.7%和4.2%。
样品36如上文比较样品31所述制备,不同的是加入9g 0.4M Zn-2/L3催化剂。将所得的涂料组合物涂覆于纸张上,加热,并且使用与比较样品34相同的工序评价。结果显示,可立即提取有机硅、擦除保持和后固化分别为26.8%、87.9%和4.5%。
实例6的结果汇总于下表4中。
表4
样品 催化剂 固化温度 可立即提取有机硅(%) 擦除保持(%) 后固化(%)
比较例31 Bu2Sn(OAc)2 110C(230F) 8.5 97.8 4.1
32 Zn-1/L3 110C(230F) 100 24.7 3.4
33 Zn-2/L3 110C(230F) 22.0 98.8 5.2
比较例34 Bu2Sn(OAc)2 177C(350F) 11.0 91.1 2.9
35 Zn-1/L3 177C(350F) 8.1 98.7 4.2
36 Zn-2/L3 177C(350F) 26.8 87.9 4.5
在实例7中,使用有机羟基官能化化合物评价催化剂的活性。样品通过组合5g丙氧基甘油(MW=1500,购自西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich))、0.72g聚甲基氢化硅氧烷(HMS-992,购自Gelest公司(Gelest))和催化剂制备。s用磁力搅拌棒将所得的组合物加入20mL小瓶中。在120℃下搅拌加热混合溶液。
在样品37中,催化剂为0.08g Zn-1/L3。在反应期间产生气泡,并且在3分钟内产生泡沫充满整个小瓶。
在样品38中,催化剂为0.04g Zn-2/L3。在反应期间产生气泡,并且在5分钟内产生泡沫充满整个小瓶。
在实例8中,将催化剂加入商购获得的乳液,以评价催化活性。MEM-0075乳液为溶于水的聚甲基氢化硅氧烷乳液,MEM-1785为溶于水的硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷乳液。使用锌化合物催化这两种乳液物质在薄膜中的交联。下表5使用五点标度辨别膜的交联程度。
表5
交联程度 说明
1 膜类似于液体
2 底部有划痕
3 表面上有一些痕迹
4 表面上很少有痕迹
5 表面上无痕迹
通过混合0.1g MEM-0075、5g MEM-1785和催化剂制备样品。比较样品40包含0.12g前体Zn-1[它是0.1M Zn(2-EHA)2]。用磁力搅拌棒以600rpm混合样品5min。将所得的混合溶液(1mL)涂布于铝盘(直径2.5英寸)上,并置于罩子中在环境条件下放置3天,蒸发水和溶剂。在150℃下加热包含所得的有机硅溶液的铝盘5min。根据表7中的等级量表,用刮刀刮擦硅氧烷膜的表面,得到#1级在室温下干燥的膜,以及#2在150℃下加热5min后得到的膜。如下表6所示,类似地使用不同的催化剂制备样品41-46。
表6
在实例9中,将上述制备的Zn催化剂Zn-1C和Zn-2C在小瓶的甲苯中稀释至0.025M。在每个小瓶中将催化剂溶液的量(0.24g或0.48g)与0.136g甲基三甲氧基硅烷和2.1g Si-OH封端的聚二甲基硅氧烷(DMS-S21,粘度90-120cSt)混合。使所得的小瓶倾斜80度,并置于控湿箱中,暴露在30℃、50%相对湿度(RH)下。
在恒湿箱中24小时和48小时后,将小瓶从恒湿箱中取出,记录视觉粘度观察结果。48小时视觉粘度测量通过将样品与装有不同粘度参考标准品的小瓶进行并置视觉比较而测定。在将样品首先暴露于水分后48小时进行测量。基于最密切匹配的参考标准品的小瓶,指定各样品的视粘度测量值。参考标准品为不同粘度的DOW200流体(“200流体”),它们可从美国密歇根州米德兰道康宁公司商购获得。视觉粘度描述及其对应的标准品在下表7中示出。0或1的值表明样品在48小时中未表现出缩合反应。2至5的值表明缩合反应越来越多地发生。重复实验因多种因素而存在正常变化,诸如进行视觉粘度测量的操作者以及是否在不同的时间进行重复实验。
表7–视觉粘度测量
0-无变化 50cSt 200流体
1-略粘稠 500cSt 200流体
2-粘稠 1000cSt 200流体
3-非常粘稠 5000cSt 200流体
4-极其粘稠 50000cSt 200流体
5-不流动 未观察到流动
测试锌催化剂催化的缩合反应结果列于下表8中。使用溶于甲苯浓度为0.025M的二丁基二月桂酸锡作为对照。
表8
这些实例显示,上文所述用于成分(A)的并且如本文所述测试的催化剂能够催化缩合反应。本文所述的组合物可以不含锡催化剂,诸如上文所述的那些。不希望受理论束缚,据认为,与含锡催化剂的相同组合物相比,本文所述的作为成分(A)的催化剂可在一些缩合反应可固化组合物中提供替代的、相当的或更好的固化性能。
实例6示出,上述成分(A)的催化剂可用于纸张涂覆,尤其是在样品32、33、35和36的测试条件下。发明人意外地发现,从纸张涂料组合物除去异丙醇可改善性能。本文所述的成分(A)可用于不含醇溶剂,作为另外一种选择,不含异丙醇的纸张涂料组合物。
在实例10中,使用己烷和THF的混合溶剂(1:1体积比)从每种锌前体制备0.2M Zn-1和Zn-2溶液。上表1-B示出的配体(L6)、(L7)、(L8)、(L9)、(L10)、(L11)和(L12)的0.2M溶液也使用己烷和THF的混合溶剂(1:1体积比)制备。在25℃的室温(RT)下向每种5mL锌前体(Zn-1或Zn-2)溶液缓慢加入5mL每种配体溶液(L6)、(L7)、(L8)、(L9)、(L10)、(L11)或(L12),并不断搅拌。在室温下搅拌30分钟后,在50℃下加热每种溶液2小时。所得的反应产物为0.1M锌催化剂溶液,在实例11中测试其催化活性。
在实例11中,在20ml小瓶中加入DMS-S21(3gm或1.43mmol Si-OH)和HMS-992(0.085gm或1.36mmol Si-H)以及0.24gm(或0.30mL)锌催化剂溶液(0.03mmol)。用磁棒搅拌所得的溶液并在120℃下加热。每种溶液的粘度增加,伴随着氢气生成,最终固化每种溶液。记录溶液变粘以至终止磁棒搅拌的时间,并用于鉴定催化剂的活性。结果在下表中列出。作为比较,每种Zn前体、每种配体和商购获得的锡催化剂(二丁基二乙酸锡,0.05M,0.48gm)也用这种方式评价。表9示出了实例10所用的金属前体和配体以及在实例11中实现的固化时间。
表9实例11的样品用于120℃下聚甲基氢硅氧烷和二甲基硅烷醇封端的PDMS的缩 合反应的固化时间(min)
配体编号 无Zn前体 Zn-1 Zn-2
L6 30 10 8
L7 19 16 28
L8 16 5 3
L9 16 18 15
L10 20 6 8
L11 35 2 1
L12 16 51 5
无配体 40 84 84

Claims (27)

1.一种组合物,包含:
(A)催化有效量的反应产物,其中所述反应产物通过如下方法制备,所述反应产物包括:
发生反应的成分,包括
i)通式Zn-Aa的锌前体,其中,各A独立地为可置换取代基,选自甲硅烷基酰胺基团、烷基基团和羧酸酯基团;并且下标a为1至Zn的最大化合价;以及
ii)包含两个或更多个通式(ii)的氨基官能化部分的配体:
其中下标x为1或2,并且A1和A2各自独立地选自单价烃基和单价卤代烃基;
(B1)平均每分子具有一个或多个羟基部分的羟基官能化化合物,以及
(B2)平均每分子具有一个或多个R50部分的Si-R50官能化化合物,其中R50是氢原子或烃氧基基团;其中成分(A)能够催化成分(B1)上的所述羟基部分和成分(B2)上的所述R50部分的缩合反应。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述配体为式(iii)的三氨基官能化化合物:其中A3选自氢原子和具有1至6个碳原子的烷基基团。
3.根据权利要求2所述的组合物,其中所述配体选自N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺或N,N,N′,N′-四乙基二亚乙基三胺。
4.根据权利要求1所述的组合物,其中所述配体具有通式(iv):
其中基团A4是具有共价结合成环的至少3个碳原子的碳环基团,下标y为至少1,下标z为至少2,并且量(y+z)表示A4的化合价,其中所述碳环基团具有式A5的部分和共价结合至所述环中的碳原子的所述通式(ii)的部分;并且各A5独立地为氢原子或羟基基团。
5.根据权利要求4所述的组合物,其中所述配体为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
6.根据权利要求1所述的组合物,还包括对所述锌前体和所述配体进行加热。
7.根据权利要求1所述的组合物,其中所述反应产物还包含副产物,并且所述方法还包括在所述锌前体和所述配体反应后移除所述副产物。
8.根据权利要求1所述的组合物,还包含与成分(A)、成分(B1)和成分(B2)不同的至少一种另外的成分,其中所述至少一种另外的成分选自:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)扩充剂、增塑剂或它们的组合;(F)填料;(G)处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)增链剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘合剂;(O)抗老化添加剂;(P)释水剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)载体;(T)增粘剂;(U)腐蚀抑制剂;以及它们的组合。
9.一种制备根据权利要求8所述的组合物的方法,包括:
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)的成分混合以便制备所述组合物;或
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)以及成分(C)、成分(D)、成分(E)、成分(F)、成分(G)、成分(H)、成分(J)、成分(K)、成分(L)、成分(M)、成分(N)、成分(O)、成分(P)、成分(Q)、成分(R)、成分(S)、成分(T)和成分(U)中的一者或多者的成分混合,以便制备所述组合物。
10.一种方法,包括:使根据权利要求1所述的组合物暴露于水分以制备反应产物。
11.一种纸张涂料组合物,包含:
(A)催化有效量的反应产物,其中所述反应产物通过如下方法制备,所述反应产物包括:
发生反应的成分,包括
i)通式Zn-Aa的锌前体,其中各A独立地为可置换取代基,选自甲硅烷基酰胺基团、烷基基团和羧酸酯基团;并且下标a为1至Zn的最大化合价;以及
ii)包含两个或更多个通式(ii)的氨基官能化部分的配体:其中下标x为1或2,并且A1和A2各自独立地选自单价烃基和单价卤代烃基;(B1)二硅烷醇官能化树胶,以及
(B2)单元式(I)的聚二有机硅氧烷
(R50 dR2 (3-d)SiR3 1/2)2(R2 2SiO2/2)e(R50R2SiO2/2)f
其中各R50是氢原子,各R2独立地为单价有机基团,各R3独立地为氧原子或二价烃基,各下标d独立地为0、1、2或3,e≥0,f≥0,并且量(e+f)为具有足以为所述聚二有机硅氧烷提供在25℃下至少100mPa·s的粘度的值的整数;其中所述纸张涂料组合物不含醇。
12.一种组合物,包含:
(A)催化有效量的反应产物,其中所述反应产物通过如下方法制备,所述反应产物包括:
发生反应的成分,包括
i)通式Zn-Aa的锌前体,其中各A独立地为可置换取代基,选自甲硅烷基酰胺基团、烷基基团和羧酸酯基团;并且下标a为1至Zn的最大化合价;以及
ii)包含一个或多个通式(ii)的氨基官能化部分的配体:其中下标x为1或2,并且A1和A2各自独立地选自单价烃基和单价卤代烃基;
(B1)平均每分子具有一个或多个羟基部分的羟基官能化化合物,以及
(B2)平均每分子具有一个或多个R50部分的Si-R50官能化化合物,其中R50是氢原子或烃氧基基团;其中成分(A)能够催化成分(B1)上的所述羟基部分和成分(B2)上的所述R50部分的缩合反应。
13.根据权利要求12所述的组合物,其中所述配体为通式(v)的化合物:
其中A6是包含选自单价卤代烃基的基团的单价杂原子;式:
的氨基基团,其中A7是氢或A1,A8是氢或A2,并且下标aa是0至2;
的羟基官能团,其中下标bb是0至2;和式的氨基和羟基官能团,其中下标cc是1或2,下标dd是1或2,并且A9是氢或烷基。
14.根据权利要求13所述的组合物,其中所述配体选自
15.根据权利要求12所述的组合物,还包括对所述锌前体和所述配体进行加热。
16.根据权利要求12所述的组合物,其中所述反应产物还包括副产物,并且所述方法还包括在所述锌前体和所述配体反应后移除所述副产物。
17.根据权利要求12所述的组合物,所述组合物还包含与成分(A)、成分(B1)和成分(B2)不同的至少一种另外的成分,其中所述至少一种另外的成分选自:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)扩充剂、增塑剂或它们的组合;(F)填料;(G)处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)增链剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘合剂;(O)抗老化添加剂;(P)释水剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)载体;(T)增粘剂;(U)腐蚀抑制剂;以及它们的组合。
18.一种制备根据权利要求17所述的组合物的方法,所述方法包括:
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)的成分混合以便制备所述组合物;或
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)以及成分(C)、成分(D)、成分(E)、成分(F)、成分(G)、成分(H)、成分(J)、成分(K)、成分(L)、成分(M)、成分(N)、成分(O)、成分(P)、成分(Q)、成分(R)、成分(S)、成分(T)和成分(U)中的一者或多者的成分混合,以便制备所述组合物。
19.一种方法,包括:使根据权利要求12所述的组合物暴露于水分以制备反应产物。
20.一种组合物,包含:
(A)催化有效量的反应产物,其中所述反应产物通过如下方法制备,所述反应产物包括:
发生反应的成分,包括
i)通式Zn-Aa的锌前体,其中各A独立地为可置换取代基,选自甲硅烷基酰胺基团、烷基基团和羧酸酯基团;并且下标a为1至Zn的最大化合价;以及
ii)通式(vi)的配体:其中A10、A11、A12、A13、A14、A15和A16各自独立地选自氢和烷基基团;
(B1)平均每分子具有一个或多个羟基部分的羟基官能化化合物,以及
(B2)平均每分子具有一个或多个R50部分的Si-R50官能化化合物,其中R50是氢原子或烃氧基基团;其中成分(A)能够催化成分(B1)上的所述羟基部分和成分(B2)上的所述R50部分的缩合反应。
21.根据权利要求20所述的组合物,其中,A10、A11、A12、A13、A14、A15和A16各自独立地选自氢、甲基、乙基、丙基或丁基。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的组合物,其中所述配体为
23.根据权利要求20或权利要求21所述的组合物,还包括对所述锌前体和所述配体进行加热。
24.根据权利要求20或权利要求21所述的组合物,其中所述反应产物还包括副产物,并且所述方法还包括在所述锌前体和所述配体反应后移除所述副产物。
25.根据权利要求20或权利要求21所述的组合物,还包含与成分(A)、成分(B1)和成分(B2)不同的至少一种另外的成分,其中所述至少一种另外的成分选自:(C)交联剂;(D)干燥剂;(E)扩充剂、增塑剂或它们的组合;(F)填料;(G)处理剂;(H)杀生物剂;(J)阻燃剂;(K)表面改性剂;(L)增链剂;(M)封端剂;(N)非反应性粘合剂;(O)抗老化添加剂;(P)释水剂;(Q)颜料;(R)流变添加剂;(S)载体;(T)增粘剂;(U)腐蚀抑制剂;以及它们的组合。
26.一种制备根据权利要求25所述的组合物的方法,所述方法包括:
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)的成分混合以便制备所述组合物;或
将包含成分(A)、成分(B1)和成分(B2)以及成分(C)、成分(D)、成分(E)、成分(F)、成分(G)、成分(H)、成分(J)、成分(K)、成分(L)、成分(M)、成分(N)、成分(O)、成分(P)、成分(Q)、成分(R)、成分(S)、成分(T)和成分(U)中的一者或多者的成分混合,以便制备所述组合物。
27.一种方法,包括:使根据权利要求20或权利要求21所述的组合物暴露于水分以制备反应产物。
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