[發(fā)明專利]使用返混步驟制備甲硅烷基化的聚合物的工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680047431.0
• 申請(qǐng)日: 2016-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN108012542B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.巴內(nèi)維休斯;M.黃;B.奧基夫;V.庫馬爾;B.巴貝拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 莫門蒂夫性能材料股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G18/83
• 分類號(hào): C08G18/83;C08G18/71;C08G18/48;C08G18/28;C08G18/10;C08G18/08;C08K5/524;B01J19/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 宋莉;孫梵

用于制備甲硅烷基化的聚合物的連續(xù)工藝，其包括如下的甲硅烷基化步驟：其中具有反應(yīng)性官能團(tuán)的預(yù)聚物，第一中間產(chǎn)物，與甲硅烷基化劑在封端的管式反應(yīng)單元中連續(xù)反應(yīng)而形成第二中間產(chǎn)物，且其中所述第二中間產(chǎn)物的至少一部分與所述第一中間產(chǎn)物連續(xù)地返混而形成所述甲硅烷基化的聚合物。所述連續(xù)工藝還可包括穩(wěn)定化步驟、淬滅步驟、或穩(wěn)定化步驟和淬滅步驟兩者。

本申請(qǐng)要求2015年8月11日遞交的美國專利申請(qǐng)No.14/823,588的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用以其整體并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開了用于制備甲硅烷基化的聚合物的工藝(方法，process)和系統(tǒng)。作為連續(xù)工藝的所述工藝包括具有返混(逆混合，backmix)的如下甲硅烷基化步驟：其中使預(yù)聚物和甲硅烷基化劑反應(yīng)而產(chǎn)生甲硅烷基化的聚合物組合物。返混將所述甲硅烷基化的聚合物組合物的至少一部分遞送到上游以調(diào)節(jié)上游工藝(過程)參數(shù)。在另一方面中，所述工藝還包括使所述預(yù)聚物穩(wěn)定化和/或?qū)⒓坠柰榛木郯滨ソM合物淬滅(quench)。

背景技術(shù)

在聚合物制造領(lǐng)域中，通常已知的是，甲硅烷基化的聚合物可作為涂料、膠粘劑、密封劑和其它彈性體產(chǎn)品的組分使用。甲硅烷基化的聚合物的制造傳統(tǒng)上一直使用其中使具有反應(yīng)性官能團(tuán)的預(yù)聚物和具有可與該預(yù)聚物反應(yīng)的基團(tuán)的甲硅烷基化劑進(jìn)行反應(yīng)以產(chǎn)生甲硅烷基化的聚合物的工藝。

工業(yè)上可用的甲硅烷基化的聚合物包括濕氣可固化的(可濕固化的)聚合物例如濕氣可固化的甲硅烷基化的聚氨酯聚合物。用于制備甲硅烷基化的聚氨酯的工藝包括使作為第一中間產(chǎn)物的具有末端反應(yīng)性基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物和甲硅烷基化劑例如異氰酸基-官能的烷基烷氧基硅烷進(jìn)行反應(yīng)以產(chǎn)生作為第二中間產(chǎn)物的包含用烷氧基甲硅烷基封端的甲硅烷基化的聚氨酯的甲硅烷基化的聚氨酯組合物。Huang等人在美國專利申請(qǐng)公布No.US2007/0100108中公開了一種這樣的工藝。

這些工藝和由它們制造的甲硅烷基化的聚合物具有致使它們成問題且部分地驅(qū)動(dòng)開發(fā)用于制造甲硅烷基化的聚合物的更好工藝的需要的若干特性。例如，制造的甲硅烷基化的聚合物組合物的粘度隨時(shí)間趨于損耗(逐步毀壞，erode)，使得在甲硅烷基化的聚合物的制造之后立即觀察的粘度并非保持不變，而是隨時(shí)間增加。該現(xiàn)象部分地由于常規(guī)工藝用于使甲硅烷基化反應(yīng)完全化的無能為力。即，例如當(dāng)具有反應(yīng)性官能團(tuán)的預(yù)聚物和甲硅烷基化劑在連續(xù)過程中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，該反應(yīng)過慢。這導(dǎo)致如下的甲硅烷基化的聚合物組合物：其中預(yù)聚物上的反應(yīng)性官能團(tuán)的一些和甲硅烷基化劑上的反應(yīng)性基團(tuán)的一些在該組合物中仍然是未反應(yīng)的。隨著時(shí)間的過去，這些未反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)在所述組合物中將繼續(xù)反應(yīng)，導(dǎo)致粘度蠕變(蠕升，creep)。如本文中使用的，術(shù)語“粘度蠕變”是指組合物例如甲硅烷基化的聚合物組合物的粘度當(dāng)該組合物老化時(shí)隨時(shí)間的變化。這通常是指粘度當(dāng)該組合物老化時(shí)的增加。

這些工藝的另一個(gè)缺點(diǎn)為，所制造的甲硅烷基化的聚合物組合物中的具有未反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)的組分將起到和增塑劑類似的作用。在該方面上，它們產(chǎn)生甲硅烷基化的聚合物組合物的機(jī)械性質(zhì)的劣化，否則此劣化將不存在或以較小的程度存在。例如，具有未反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)的組分導(dǎo)致抗張強(qiáng)度、肖氏硬度和模量的相對(duì)降低。

未反應(yīng)的反應(yīng)性官能團(tuán)還促進(jìn)所制造的甲硅烷基化的聚合物組合物的差異性。該差異性增加不希望的加工成本以及對(duì)于制造商和對(duì)于消費(fèi)者的損失。它還導(dǎo)致消費(fèi)者不滿意的意見，因?yàn)橄M(fèi)者可能對(duì)于所制造的濕氣可固化的甲硅烷基化的聚合物滿足他們期望的規(guī)范(具體要求)感到不太確信。

這些工藝的又一缺陷為，用于制造甲硅烷基化的聚合物的長(zhǎng)的制造時(shí)間、催化劑和高溫導(dǎo)致顏色的形成(color formation)。

在常規(guī)工藝中，迫使所述反應(yīng)完全化的一種途徑為相對(duì)于具有反應(yīng)性官能團(tuán)的預(yù)聚物使用大大過量的甲硅烷基化劑。此缺陷在于，所述工藝效率低，需要使用大大過量的昂貴的甲硅烷基化劑，其在甲硅烷基化的聚合物組合物中仍然是未反應(yīng)的并因此無法促進(jìn)甲硅烷基化反應(yīng)。該未反應(yīng)的甲硅烷基化劑影響濕氣可固化的甲硅烷基化的聚合物組合物的粘度和機(jī)械性質(zhì)。