[发明专利]应用于工业涂装;黏合剂和密封胶的具有低粘度的拉伸及蠕变性能的湿气固化聚合物组合物

说明书

低粘度，易生产的湿气固化硅烷改性聚合物。该发明公开了使用双金属氰化络合物催化剂工艺和氢氧化钾催化剂工艺的聚丙二醇聚合物组分，在扩链时采取的各种不同成分组合，烷氧基硅烷加成物封端，异氰酸酯硅烷封端和硅氢反应烷氧基封端，并使用降低氢键的添加剂来得到低粘度，易生产的聚合物。该聚合物适用于生产不含未反应的异氰酸酯基团，在低金属催化剂量下就能湿气固化，因为还有尿素和氨基甲酸酯的氢键，所以蠕变性能有改进的工业黏合剂，密封胶和涂料。

技术领域

本发明涉及湿气固化的聚合物组合物，具体涉及应用于工业涂装、黏合剂和密封胶的具有低粘度的拉伸及蠕变性能的湿气固化聚合物组合物。

背景技术

众所周知，在湿气固化单组份室温交联黏合剂，密封胶和涂料的领域的应用，起决定作用的是天然和人工合成的带有室温潮气固化性能的分子团，并因此形成交联矩阵的聚合物。其组合物包括碳酸钙，增塑剂，催化剂，抗紫外线剂和一些其它从业者众所周知的添加剂。这项发明公开的是在杂化聚合物组合物中，对于聚合物封端的能在环境湿度下形成有用的涂料，黏合剂和密封胶产品的烷氧硅烷基团的不同接枝设计。

第一种被引进涂料，黏合剂，密封胶和弹性体市场，并且仍然在湿气固化技术市场占据主导的产品是聚氨酯组合物。这种产品通过包含有氮，碳，氧原子的异氰酸酯分子基团也就是NCO基团的反应来达到固化的目的。这仍然是制造最经济和最常规聚合物的方法。其聚合物末端的异氰酸酯基团可以接枝聚丙烯，乙二醇，并和环境湿气交联。反应的第一步，从NCO基团中产生胺，除去二氧化碳气体后，胺会和在第二条分子链中的另一个NCO基团交联。以此反应进行下去，直到将聚合物完全交联。对于形成的尿素基团，随后会使组合物变稠，并在固化的矩阵中形成氢键。聚氨酯固化产品的优点众所周知具有良好的拉伸，蠕变和弹性等性能。这些性能可以很容易的在黏合剂，密封胶和涂料的配方中调节。

带有NCO基团聚合物的主要缺点是未反应的NCO基团对于人体是有毒性的，能导致长久的免疫敏化作用和异氰酸盐的其他反应。带有聚丙二醇和二异氰酸酯分子比如甲苯二异氰酸酯的聚氨酯产品会导致少量的未反应的单体，非常难以消除。目前在像欧洲的许多国家，类似于甲苯二异氰酸酯的二异氰酸酯单体被限制使用，并且必须在产品上贴上使用风险的标签。

异氰酸酯分子对于聚合物组合物来说是有用的反应剂，并且可以在工厂安全的使用。因此，需要生产一种有效的能将NCO集团完全反应掉的聚合物产品，未反应的异氰酸酯分子基团需要一种简单的方法来去除掉。最终到达使用者和消费者手中的湿气固化分子基团应当更安全。

湿气固化硅聚合物大约在1975年被引进。在早期的美国专利US3627722中，在聚氨酯聚合物中活性NCO基团和中氨基烷氧基甲硅烷基团反应。聚合物的高粘度是一个主要的问题。随后，异氰酸酯硅烷的引入在一定程度上降低了高粘度的问题。因为绝大多数粘度上升是因为氨基烷氧基组合物被使用时，尿素基团中氢键导致的。异氰酸酯硅烷形成氨基甲酸酯键，当与聚合物的封端羟基反应时，氢键要少的多，粘度也就低很多。

在US6265517和US6001946中，NCO基团通过和接枝大基团的伯烷氧基氨基硅烷的仲氨基硅烷反应，这种氨基硅烷改性聚氨酯聚合物，降低了粘度。

在20131000053专利中，一些小剂量的常用化学物被用于硅烷改性聚合物，能减少在带有氨基甲酸酯和尿键的甲基硅烷聚合物中的氢键。这个发明技术被用于在降低在生产氨基甲酸酯和脲基封端硅烷聚合物的粘度。

另一种处理方法在大约同时期的1975年，美国专利US3971751中有描述。硅氢化加成法在硅酮聚合物技术中被用于聚丙二醇中封端丙烯基(乙烯基)基团。铂催化剂的使用能制造出低粘度的聚合物。然而基于铂催化剂例如卡尔施泰特的转化有效性在US3774452大约是80％，同时聚合物的物理性能会受到影响。未反应的双键端可以与在改性聚合物配方中的伯氨基硅烷或者甚至于二异氰酸酯分子基团反应。这些硅氢化的聚合物没有任何尿素和氨基甲酸酯成分，因此粘度很低，但不总是最理想的。