[发明专利]包含双反应性硅烷官能团的可按需固化组合物

说明书

优先权声明

本申请要求2010年6月30日提交的美国临时申请No.61/360,007；和也在2010年6月30日提交的No.61/360,068的优先权；所述专利申请的内容籍此以引用方式并入。

技术领域

本发明涉及包含反应性硅烷官能团的可固化组合物，并在其它方面，涉及包含所述组合物的制品和固化所述组合物的方法。

背景技术

水分可固化组合物在存在水分的情况下固化以形成交联材料，例如可用于多种工业的粘合剂、密封剂和涂层。用于固化的水分通常可得自大气环境或已被涂述组合物的基材，但其也可被加入所述组合物（例如，用于实现在深度或禁闭区中固化）。

水分可固化组合物通常包含这样的聚合物，所述聚合物具有可在存在水分的情况下反应以形成固化（即交联）材料的基团（例如，烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基部分）。可以提供各种各样的水分可固化的聚合物，包括聚烯烃、聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚磷腈、聚硅氧烷、聚硫化物、嵌段共聚物和它们的氟化衍生物，所述特定聚合物根据预期用途来选择。例如择聚硅氧烷或氟化聚醚来提供适于与压敏粘接剂使用的剥离涂层。

包含烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基官能团的水分可固化组合物通常在两个反应中固化。在第一个反应中，所述烷氧基甲硅烷基或酰氧基甲硅烷基在存在水分和催化剂的情况下水解以形成具有羟基甲硅烷基的硅烷醇化合物。在第二个反应中，羟基甲硅烷基在存在催化剂的情况下与其它羟基甲硅烷基、烷氧基甲硅烷基、或酰氧基甲硅烷基缩合以形成--Si--O--Si--键。一生成硅烷醇化合物，两个反应基本上同时进行。两个反应的常用催化剂包括布朗斯台德酸和路易斯酸(Bronsted and Lewis acids)。单一材料可以催化这两个反应。

优选地，在水分可固化组合物已被（例如）涂覆至基材之后，所述水解和缩合反应快速进行。然而，在同一时间，所述反应必须不在例如处理或储存期间过早发生。

这些性质之间的良好平衡常常难以获得，因为快速反应性和贮存稳定性是彼此相反的性质。例如，高活性催化剂如四烷基钛酸酯快速地加速水分固化反应，但同时使得在没有于供料槽、涂布装备和其它制备和处理设备中过早胶凝的风险下难以处理所述材料。水分量的控制可能十分关键，太少的水分潜在地导致很慢或不完全固化而太多水分导致过早固化。

已使用多种方法用于提供具有可接受的固化速率而没有加工和存储困难的水分可固化组合物。例如，已开发了两部分体系（包含官能化聚合物的一个部分和包含催化剂的另一部分），所述两个部分在使用之前立即混合。虽然该方法已在小规模应用中使用，但其对大规模制备来说不够高效，其中必须混合所述两个部分所导致的延迟是不利的。此外，在所述组合物在罐中固化之前，涂布操作必须迅速完成，并且当用大表面积基材或大体积组合物来操作时这十分困难。

已开发了铵盐催化剂，该铵盐催化剂在充分加热以释放引发水分固化反应的酸化合物之前一直为惰性的。然而，酸的释放还产生必须通过蒸发去除的胺。另外，用于激活所述催化剂的热量可能损坏其上已涂覆了组合物的热敏基材。

已将其它材料（例如，鎓盐，例如锍盐和碘鎓盐）用于在照射(例如用紫外光照射）时原位生成酸类。这种材料不具有所需的热激活作用并因此已实现无损坏的情况下（并且不产生不利的需要去除的物质）使用热敏基材，但所述材料相对昂贵，具有所需的水分控制，并且已显示对某些基材的固化抑制作用。

常规的锡催化剂如二月桂酸二丁基锡可提供可被处理和涂布而不过早胶凝的稳定可固化组合物。除了通常的水分可固化体系之外，已经发现包含氢甲硅烷基和羟基甲硅烷基形式（脱氢可固化体系）的双反应性硅烷官能团的可固化组合物可通过使用锡催化剂来固化。所述组合物已广泛用于压敏粘合剂和脱模应用，但有时受累于相对短的适用期。另外，锡催化剂的使用变得特别成问题，因为一般用作催化剂的有机锡化合物现在被认为是毒理学不可接受的。

通过与在室温下硬化硅酮组合物的锡催化剂结合使用诸如取代的胍、二有机基亚砜、咪唑、脒和胺化合物，已实现固化的加速。已提出在不存在用于固化水分可固化的、甲硅烷基官能化有机聚合物的锡催化剂的情况下使用包括脒的胺类化合物，但仅用强碱性胺类（在水溶液中显示至少13.4的pH的那些）实现了烷氧基甲硅烷基官能化聚合物的实际可固化性和对基材可接受附着力。

发明内容