[发明专利]低模量的甲硅烷基化的聚氨酯

说明书

技术领域

本发明涉及甲硅烷基化的聚氨酯被用于例如粘合剂、密封剂和涂料的领域。尤其是，本发明提出了一种新型的制备甲硅烷基化的聚氨酯的方法。本发明还涉及由根据本发明的方法得到的聚氨酯，以及含有该类聚氨酯的可固化组合物。最后，本发明还涉及所述组合物作为粘合剂、密封剂和/或涂料的用途。

背景技术

多年来，单组份湿气固化粘合剂和密封剂在许多技术应用中起着重要作用。除了含有自由异氰酸酯基的聚氨酯粘合剂和密封剂，以及基于二甲基聚硅氧烷的传统有机硅材料、粘合剂和密封剂之外，近年来所谓的硅烷改性的粘合剂和密封剂也越来越多地被使用。与聚氨酯粘合剂和密封剂相比，经硅烷改性的粘合剂和密封剂的优点是它们没有异氰酸酯基，尤其是单体二异氰酸酯。此外，它们的特征在于对没有用底漆对表面预处理的各种基材上具有较宽的粘附性谱。

因此原则上具有反应性甲硅烷基的聚合物体系是已知的。在大气湿气的存在下，含有带有可水解取代基的甲硅烷基的聚合物随着水解基团的断裂能够(甚至在室温下)彼此缩合。根据带有可水解取代基的甲硅烷基的含量和这些甲硅烷基的结构，主要是形成长链聚合物(热塑性)、相对大孔的三维网状物(弹性体)或高度交联体系(热固性塑料)。所述聚合物通常在末端处具有携带例如烷氧基或酰氧基甲硅烷基的有机基础结构。这些有机基础结构可由例如聚氨酯、聚酯、聚醚等构成。

EP 0 931 800 A1描述了通过使具有低末端不饱和度的多元醇组分与二异氰酸酯组分反应以制得羟基封端的预聚物，然后将它用异氰酸酯基硅烷封端来制备甲硅烷基化的聚氨酯。以该方式获得的聚氨酯的特征是具有良好的机械性能与可接受的固化时间。

用在硅原子上携带至少一个可水解的烷氧基的异氰酸酯基硅烷来封端含有反应性末端氢原子的聚氨酯预聚物也是EP 0070475A2的主题。以该方式获得的湿气可固化的聚合物可有利于用于密封剂化合物。

WO 2009/071542A1描述了一种制备甲硅烷基化的聚氨酯的方法，该方法包括分子量为4,000-30,000克/摩尔的至少一种多元醇化合物和至少一种相对于异氰酸酯来说单官能化合物和至少一种二异氰酸酯的反应。多元醇化合物和单官能化合物的总和对于二异氰酸酯而言是过量的，使得形成羟基封端的聚氨酯预聚物，其然后与异氰酸酯基硅烷反应。

对于不含异氰酸酯的组合物在粘合剂和/或密封剂中应用的需求不断增加，该组合物具有可接受的固化时间以及在固化后具有良好的机械性能。例如，当该组合物具有良好的可扩展性和与此同时固化后具有高的恢复力时，对许多应用是有利的。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种组合物，所述组合物在固化后具有良好的可扩展性，在断裂时表现出具有高的伸长率，和尽可能最低的弹性模量以及高的恢复力。

所述目的是通过基于甲硅烷基化的聚氨酯的组合物以及通过特定方法制备该组合物来实现的。因此本发明的第一主题涉及制备甲硅烷基化的聚氨酯的方法，其包括以下步骤：

(1)在至少一种溶剂的存在下，使数均分子量为至少2,000克/摩尔、优选至少15,000克/摩尔的至少一种聚醚多元醇与至少一种聚异氰酸酯反应；

(2)在至少一种溶剂的存在下，使步骤(1)的反应产物与至少一种式(I)的硅烷反应，

A-R-SiXYZ  (I)，

其中A指-NH₂或-NHB，其中B代表含有1-12个碳原子和任选存在的官能团的枝化的或线性烷基，所述官能团例如是一个或多个酯基、醚基或酰胺基，或者B代表含有5-8个碳原子的环烷基，或优选地含有6-10个碳原子的芳基，

R为含有1-12个碳原子的二价烃基，以及

X、Y、Z是Si原子上的取代基并且独立地代表C₁-C₈烷基、C₁-C₈烷氧基，或C₁-C₈酰氧基，X、Y、Z中的至少一个基团代表C₁-C₈烷氧基或C₁-C₈酰氧基。

根据本发明，“聚氨酯”被理解为意指具有至少两个连接高分子片段的氨基甲酸酯基(-NH-CO-O-)的聚合物。

根据本发明，术语“反应”意指使特定物质接触，使这些物质彼此进行化学反应，所构成的物质当然可发生化学反应。