[發明專利]基于有機基氧基硅烷封端的聚合物的多組分可交聯組合物

有效

• 申請號: 201380043269.1
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN104583277B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: V·施坦耶克;B-J·巴赫邁爾;L·燦德爾
• 申請（專利權）人: 瓦克化學股份公司
• 主分類號: C08G77/04
• 分類號: C08G77/04;C09D201/10;C09J201/10;C08L1/10;C09D183/04;C09J183/04;C08L83/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 彭麗丹,過曉東

本發明涉及基于硅烷交聯預聚合物和硅樹脂的多組分可交聯組合物，其制備方法，及其作為粘合劑和密封劑的用途，特別是作為具有高拉伸剪切強度的粘合劑的用途。

通常使用異氰酸酯交聯PU粘合劑作為將許多木材彼此粘結所使用的高拉伸剪切強度的粘合劑。這些PU粘合劑通常包含芳族聚異氰酸酯。這類體系通過異氰酸酯基團與(空氣的)水分反應來固化。由于PU粘合劑通過化學交聯反應固化并能夠以化學方式連接木質基材，它們表現出非常良好的機械性能以及相對耐受外部(風化)作用例如水分或直接水接觸。

粘合劑的一般性能通過其符合標準例如DIN?EN?204，耐久性等級D1-D4來確定。異氰酸酯交聯粘合劑通常可符合這些標準。

然而，即使異氰酸酯交聯粘合劑在體系中具有固有的缺點，例如健康相關的分類從敏感到有毒性。這里的關鍵性因素是很難去除的殘留的單體異氰酸酯的量。這對于終端用戶即工匠或家庭學徒造成問題，所述終端用戶不僅與完全固化的因此不含異氰酸酯且完全可接受的產品接觸，而且還與含有異氰酸酯的粘合劑或單體異氰酸酯接觸。這里對于不熟練的家庭學徒存在的特定風險是可能不熟練和/或正確使用該產品。這里不正確儲存以及例如在兒童可觸及的范圍內儲存還會產生其它危險。另一方面，對于專業工匠，他們能正確使用和儲存。然而，可能存在的問題是專業使用者必須實際上非常有規律--可能甚至一天很多次--使用含有異氰酸酯的材料工作，特別是鑒于前述的敏感以及異氰酸酯的可能致癌效應，該含有異氰酸酯的材料可能受到批判。

在這方面更有利的是異氰酸酯交聯粘合劑僅含有非常低水平的揮發性單體異氰酸酯，因此至少沒有標記要求。然而這些粘合劑還仍然通常含有高濃度的各種低聚異氰酸酯。

在粘合劑領域發現應用越來越多的一個可替代的固化技術是硅烷交聯，其中烷氧基硅烷官能預聚物與空氣的水分接觸時，首先經歷水解然后通過縮合反應固化。從毒理學角度看，相應的硅烷官能的，通常是硅烷封端的預聚物是完全可以接受的。

已經知道具有反應性烷氧基甲硅烷基的聚合物體系很長一段時間了。當與水或空氣水分接觸時，這些烷氧基硅烷封端的聚合物即使在室溫下也能夠彼此縮合，消除烷氧基。因此基于烷氧基硅烷交聯聚合物的粘合劑在完全固化狀態下不僅表現出對大部分基材良好的粘合性，而且還表現出良好的機械性能，因為它們不僅具有高彈性而且還具有對許多應用完全足夠的拉伸強度。

然而，現有技術中許多體系的缺點是相應的MS聚合物或SPUR聚合物與水分的低反應性，這使得需要侵蝕性催化。因此所述混合物通常包括大量毒物學令人不快的錫催化劑。

這里的優點是使用所謂α-硅烷封端的預聚合物，它具有通過亞甲基間隔基與相鄰尿烷單元連接的反應性烷氧基甲硅烷基。這類化合物具有高反應性，無需錫催化劑或強酸或堿以在空氣接觸時實現高固化速率。

然而，大部分常規硅烷交聯體系的缺點是相對低的拉伸剪切強度。因此，這類新型粘合劑的應用通常被限制在需要彈性粘合劑勝過高拉伸強度粘合劑的領域。

拉伸剪切強度>6MPa的粘合劑，特別是拉伸剪切強度>9MPa的粘合劑，迄今僅可使用一些高度特定硅烷交聯體系來生產，例如特別是在WO2011/026658中描述的硅烷封端的聚氨酯。這里的高拉伸剪切強度通過使用預聚物實現，所述預聚物一方面具有能夠與氫鍵合的非常高密度的脲單元和/或尿烷單元，另一方面具有相對短的鏈，因此具有相應高數量的可交聯硅烷端基。然而該類體系不可避免地具有兩個固有的缺點。首先，制備具有高濃度的硅烷交聯基團的預聚物需要相應大量的硅烷。然而這些硅烷通常構成了最高成本的預聚物成分。第二，為了達到高拉伸剪切強度同樣需要的高濃度的尿烷基和/或脲基，導致非常高的預聚物粘度。相應有問題的是將這些預聚物混合形成完全配制的粘合劑，以及通常同樣具有相對高的粘度的終端產品的應用。

本發明提供多組分可交聯組合物(K)，其包含至少組分(K1)和組分(K2)，其特征在于，所述組分(K1)包含100重量份的下式(I)的化合物(A)

Y-[(CR¹₂)_b-SiR_a(OR²)_3-a]_x???(I)

其中

Y代表通過氮、氧、硫或碳鍵合的x價聚合物基，

R可以相同或不同，是任選取代的SiC鍵合的一價烴基，

R¹可以相同或不同，是氫原子或任選取代的一價烴基，所述烴基可通過氮、磷、氧、硫或羰基與碳原子連接，