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CN102449033B - 包含甲硅烷基的可固化组合物及其用途 - Google Patents

包含甲硅烷基的可固化组合物及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含带有甲硅烷基的羟基化合物的可固化组合物，并涉及所述组合物的用途。

Description

包含甲硅烷基的可固化组合物及其用途
本发明涉及包含带有甲硅烷基的羟基化合物的可固化组合物，并涉及其用途。
应理解具有甲硅烷基的、并在本发明的上下文中所使用的羟基化合物是指通过在本申请的优先权日尚未公布的文献DE 10 2008 000360.3中所述的方法，在双金属氰化物催化剂下将环氧官能的硅烷进行烷氧化而制备的反应产物。以下将这些产物称为甲硅烷基聚醚1。在本发明的上下文中甲硅烷基的特征在于不同或相同的有机基或含氧有机基。
Figure BPA00001469594400011
在本发明的上下文中，术语“聚醚”包括聚醚、聚醚醇、聚醚酯和聚醚碳酸酯，其可彼此同义地使用。在分子或聚合物中，表述“聚”不必与多个醚官能团或醇官能团相关。相反地，这仅表示至少存在独立单体的重复单元或具有相对高的摩尔质量和一定的多分散性的组合物。
本发明的上下文中的词缀“聚”不仅包括在分子中具有一种或多种单体的至少3个重复单元的化合物，而且包括具有分子量分布并具有至少200g/mol的平均分子量的那些化合物组合物。该定义考虑到在本工业领域中，常规将该化合物定义为聚合物，即使它们似乎不满足OECD或REACH指南的类似聚合物定义。
在粘合或涂覆片状结构的领域中，已进行了各种尝试以得到根据使用领域而表现出优化固化性质的受控固化的体系。
出于对异氰酸酯毒性的考虑，用于表面粘合/涂覆并形成聚氨酯的基于异氰酸酯的体系已名声不佳，并在一些情况中已被替代。
已提出了各种处理方法。一种方法是通过利用脲基甲酸酯或二脲结构保护异氰酸酯基并仅在交联/聚合过程中将它原位转化；另一种方法是使用完全无异氰酸酯或至少部分替代它们的新型粘合剂和涂覆组合物。
已知具有反应性烷氧基甲硅烷基的预聚物体系已有一段时间，并且该预聚物体系通常被用于制备工业和建筑领域中的弹性密封剂和粘合剂。在大气湿度和稳定催化剂的存在下，这些烷氧基末端的预聚物甚至能够在室温下相互缩合而消去烷氧基，并形成Si-O-Si键。由此可使用这些预聚物等作为单组分体系，其具有操作简单的益处，这是由于不需要计量入和混合入另一组分。
通过硅烷缩聚而交联的末端烷氧基硅烷官能化的聚氨酯也同样已知一段时间。在如“Adhesives Age”4/1995，第30页及其后数页(作者：Ta-Min Feng，B.A.Waldmann)中可发现该主题的综述文章。在建筑工业和在汽车工业中，该烷氧基硅烷末端的、湿气固化的单组分聚氨酯越来越多地被用作柔性涂覆、密封和粘合剂组合物。
根据US 3,627,722或US 3,632,557可制备该烷氧基硅烷官能的聚氨酯，其通过如先将聚醚多元醇与过量的聚异氰酸酯反应而得到含NCO-的预聚物，然后将含NCO-的预聚物进一步与氨基官能的烷氧基硅烷反应。形成特定的高含量的脲和氨基甲酸乙酯基的烷氧基硅烷-官能的预聚物导致其产物的高粘度。
在工业中通过单-或多元醇与大量过量的芳族、脂族和/或脂环族二异氰酸酯反应而制备脲基甲酸酯(参见GB A 994 890、US 3,769,318、EP A 0 000 194或EP A 0 712 840)。在此，仅使用二-或多聚异氰酸酯以进而得到异氰酸酯官能的粘结剂。以为避免早期交联，需要使用过量的聚异氰酸酯，必须在完成氨基甲酸乙酯化和脲基甲酸酯化时通过减压蒸馏将过量的聚异氰酸酯去除。在该原理下，其它异氰酸酯基通过脲基甲酸酯上的氮连接作为官能团。在文献如EP A1 0 682 012中，已在各种情况下描述了具有脲基甲酸酯结构的聚异氰酸酯相比不具有脲基甲酸酯结构的类似物的粘度相对更低的情况。同样可从除了氨基甲酸乙酯和异氰酸酯之外的异氰酸酯衍生物间接制备脲基甲酸酯。例如，EP A 0 825 211描述了从噁二嗪三酮形成脲基甲酸酯结构的方法；另一途径是脲二酮的开环反应(参见Proceedings of the International Waterborne，High-Solids，and Powder CoatingsSymposium 2001，28，405-419和US-A-2003 0153713)以得到脲基甲酸酯结构。但是，这两种途径都需要升级作为初始材料的原料，并仅得到富集在副产物中的脲基甲酸酯产物。此外，仅将至少二官能的聚异氰酸酯用于形成前驱物。单异氰酸酯的使用也已公开于脲基甲酸酯化合物中。在申请US 5,663,272和US 5,567,793中使用异氰酸苯酯以在与多元醇的反应之后得到无NCO和OH基的氨基甲酸乙酯，随后通过与特定的MDI产物进行脲基甲酸酯化而将无NCO和OH基的氨基甲酸乙酯改性以得到液态MDI聚异氰酸酯。在该步骤中，在进一步处理之前，所述产物包含单体二异氰酸酯。
此外，WO 2007/025667描述了具有改性的烷氧基硅烷基的聚氨酯预聚物，并且据称其具有特别低的粘度。但是，在这些预聚物的情况中，其缺点在于用于交联的相对低的官能团密度。
可理解具有二脲或脲基甲酸酯结构的封端的异氰酸酯的反应性比游离的异氰酸酯低得多，但对于应用可通过加入合适的催化剂进行优化。
因此，烷氧基硅烷官能的预聚物的另一优点在于在固化过程中不释放酸、肟或胺。此外，不同于基于异氰酸酯的粘合剂或密封剂的情况，不形成气态CO2，气态CO2的形成将导致粘合剂组合物在组件粘结之后继续膨胀。此外，不同于基于异氰酸酯的体系，烷氧基硅烷官能的预聚物混合物在毒理学上是安全的。
特别常用的烷氧基硅烷官能的预聚物类型是烷氧基硅烷末端的预聚物。这些预聚物可从不同原料形成。这些预聚物通常具有有机主链，即它们形成自如在EP 0 372 561、WO 00/37533或US 6,207,766等中所述的聚氨酯、聚醚、聚酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯酯、乙烯-烯烃共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物或聚烯烃。但是，此外还常用的是在WO 96/34030等中所述的主链完全或至少部分地由有机硅氧烷构成的体系。
在特别有利的制备烷氧基硅烷末端的预聚物的方法中，原料是多元醇如聚醚多元醇或聚酯多元醇，在第一反应步骤中与过量的二-或聚异氰酸酯反应。然后，所得的异氰酸酯末端的预聚物与氨烷基官能的烷氧基硅烷反应，得到理想的烷氧基硅烷末端的预聚物。可选地，还可通过将多元醇或OH-官能的聚氨酯与异氰酸酯基烷基官能的烷氧基硅烷反应而制备烷氧基硅烷末端的预聚物，所述OH-官能聚氨酯可通过多元醇与不足量的二-或聚异氰酸酯的反应进行制备。在EP 1 421 129或WO 2005/000931中描述了这些制备方法。还可想到其它制备方法，例如在WO 02/034838中所述的氨基官能的多元醇与氨基甲酸酯基烷基烷氧基硅烷的反应。
此外还已知的是具有聚(甲基)丙烯酸酯主链的烷氧基硅烷官能的预聚物。通常通过(甲基)丙烯酰氧基烷基烷氧基硅烷与其它的(甲基)丙烯酰氧基单体和/或其它的不饱和单体如苯乙烯共聚而形成这些预聚物。
此外，还可通过将不饱和的烷氧基硅烷如乙烯基-或(甲基)丙烯酰氧基硅烷进行后续接枝而制备烷氧基硅烷官能的聚合物。
除了用作粘合剂和密封剂、以及涂覆组合物和表面改性剂之外，还已知将烷氧基硅烷官能的预聚物用于制备硅烷交联的硬质和柔性泡沫，特别是无异氰酸酯的可喷涂组装泡沫，并且在如EP-A1-098 920或EP-A1-1 363 960中进行了描述。这些喷涂泡沫通常从加压罐涂布，并且特别用于窗接缝的密封，用作门框的填充和补强材料，或通常用于建筑中孔洞的填充和密封。根据这些应用，特别是对于相对于泡沫罐的非常低的泡沫密度，即非常大的体积得率及因此而来的最大产率。通过加入最大量的物理发泡剂(即在泡沫罐中受压液化的气体，其在喷涂操作中促使泡沫形成)得到低泡沫密度。
WO 2008/058955教导了用于粘结表面方法，其中将可发泡混合物和发泡剂发泡以在一个待粘合表面上或在待粘合表面之间得到泡沫，或者在发泡后将从该混合物可制备的泡沫涂布在一个待粘合表面上或在待粘合表面之间，然后在待粘合表面之间将泡沫压平，所述可发泡混合物包含在分子中独特地具有末端且独立的烷氧基甲硅烷基和碱性基团(如NH2-、NHR3-或N(R3)2-基团)的预聚物。
WO 2008/058955的教导还设想增强通过已在共聚物结构中表达的三烷氧基甲硅烷基单元引起的效果，这通过向共聚物结构中加入可假定多种功能的其它游离硅烷作为其它组分。已有对其作用的讨论，所述作用是作为水净化剂(改善储存稳定性)、作为交联剂和/或活性稀释剂(提高网络密度并由此改善固化后组合物的力学性质，如断裂强度)，并且其特别优选地以烷氧基硅烷的形式下作为粘合剂促进剂。
甚至作为固化催化剂或至少为固化共催化剂的纯功能归因于WO 2008/058955的低分子量烷氧基硅烷，即具有碱性基团如NH2-、NHR3-或N(R3)2-基团的烷氧基硅烷。
所述过程的缺点在于甲硅烷基末端的预聚物的低官能化密度仅在α，ω位置。鉴于理想的聚氨酯聚合物的高分子量结构，如果不足以有效地解决期待的良好和长久的基质粘合的效果，则甲硅烷基的改性似乎中庸的。因此，WO 2008/058955的教导基于选择向PU基质加入游离的硅烷以产生理想的效果(促粘性、干燥性、交联性等)。这不能确保在聚合物中需要其积极效果的位置上受控地加入甲硅烷基锚固基团。特别是出于确保质量的重现性的目的，所述方法显示出不足。
通过说明将具有游离的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的烷氧基硅烷末端的聚合物、游离的氨基烷基烷氧基硅烷和烷氧基硅烷构成的三物质组合用于确保在这些组分共聚之后在各基质上的粘性改善，WO 2007/085605的教导试图克服其所解释的、产生自受该不确定性困扰的体系组分的可配制性缺陷。其中施用的应用实施例中强调了与氨基硅烷的二元物质组合构成的烷氧基甲硅烷基末端的聚合物的共聚、或烷氧基甲硅烷基末端的聚合物与甲基丙烯酰氧基硅烷的共聚使粘合性质更差。由于氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷不以聚合物结合的形式存在于预聚物基质中，所以在随后的共聚过程中，聚合物中它们的局部化或多或少地满足统计学定律。但是为了确保实际在其预聚物中的一定的三维均等分布，优选地，根据WO 2007/085605的教导，存在对于制备反应性聚合物混合物的需求，其通过首先制备烷氧基甲硅烷基末端的聚合物和填充剂的混合物，然后加入甲基丙烯酰氧基硅烷，然后加入氨基硅烷，并最后引发共聚反应。
在本发明的优先权日还未公布的已提交申请文件DE 10 2008 043218的教导寻求通过技术上简单、可依赖且(特别地)可重现的方法解决该需求，该申请文件指出通过使用新型聚醚醇作为共聚物组分可克服以上详述的技术限制和缺点，所述新型聚醚醇具有烷氧基甲硅烷基，并且其可得自通过在双金属氰化物(DMC)催化剂下将环氧官能的烷氧基硅烷进行烷氧化，并描述于在本申请的优先权日还未公布的DE 10 2008 000360.3，并且在此将其全文援引并入本申请的主题。
其中请求保护的新型聚醚结构在此简称为甲硅烷基聚醚1，其可具有在聚醚链的氧亚烷基单元序列中的烷氧基硅烷官能团和在其末端中的新型烷氧基硅烷官能团，使得如期待地调节在理想的预聚物中的锚固基团的密度，即符合特定的应用目的。
这些聚醚结构的摩尔质量分布为Mw/Mn≥1.5，并由此不同于基于DMC催化的多分散性窄的其它体系。
在DE 10 2008 000360.3中要求保护的反应性甲硅烷基聚醚1是可固化的聚合物，这是由于它们的易于交联的、水解敏感的烷氧基甲硅烷基。在水存在下并且任选地加入酸或碱作为加速剂，以简单的方式进行其交联而得到热固性固体和产物，并且通过提高温度在固化操作过程中可控制其适用期。由此，根据引发剂的类型和根据可使用的环氧化物单体的类型、量和序列，这些可交联聚醚的聚合物结构可以各种方式变化，以便于根据特定的终端用途以此方式对应用的重要产物性质进行定制。例如，通过变化在聚合物链中的烷氧基硅烷单元的比例，可影响交联密度并因此在宽范围中影响经固化的聚合物的力学和物理化学性质。出人意料地是，在此甚至具有显著的烷氧基甲硅烷基官能团密度的甲硅烷基聚醚1仍是易于处理的低粘度液体，并因此如期待地甚至在具有高粘合性的高交联粘结物的情况中，对于该组分的用量没有任何限制。该发现不同于在WO 2008/058955中详述的步骤中的创新教导，其强调在最终的配制物中加入游离的硅烷单体作为配制物组分以确保达到必须的交联密度，同时达到低加工粘度。通过加入如酯、碳酸酯和芳族结构元素，结构种类实际不受限制的、具有烷氧基甲硅烷基的甲硅烷基聚醚1已给予聚合化学领域中的本领域技术人员一定程度的实际解决任何应用需要的设计自由度。
本发明的目的是提供新型的、具有可调节范围(profile)的硬度和性质的可固化组合物，其包含具有甲硅烷基的单体。
出人意料地是，已发现根据DE 10 2008 000360.3可制备的具有烷氧基甲硅烷基的羟基化合物可以理想的多样化方式与常规的烷氧基甲硅烷基官能的预聚物组合用于相容的体系。
可优选的聚烷氧基甲硅烷基官能的甲硅烷基聚醚1特别适用作各种各样的可固化组合物的组分，例如与烷氧基甲硅烷基官能的预聚物如烷氧基甲硅烷基末端的聚醚、聚酯、聚醚酯、聚氨酯组合使用或与具有烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷混合使用。作为配制物组分，由于它们出人意料的低粘度，它们能够起到活性稀释剂的作用，特别与现有技术中常规的高粘度和高分子量的甲硅烷基末端的聚氨酯和聚醚组合使用。在该功能中，它们可完全或部分取代迄今为止已常用的单体活性稀释剂，如四烷氧基硅烷或烷基三烷氧基硅烷。甲硅烷基聚醚1优选与其它硅烷化合物组合使用，更优选所述其它硅烷化合物不同于式1。
同时，它们开启了弥补现有的甲硅烷基末端的预聚物的烷氧基甲硅烷基官能团缺陷的可能性。例如，在包含常规的甲硅烷基聚合物的体系中使用具有高含量的烷氧基甲硅烷基官能团的甲硅烷基聚醚1是提高交联密度并由此提高力学性质和在各种基材上的粘合性的有效果、可重现和有效率的方法。根据该体系组分的混合比例和选择，由此可以简单的方式控制固化后的甲硅烷基聚合物体系的加工和最终性质。例如在WO 2007/061847中所述的化合物的甲硅烷基聚醚1与具有烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷的新型组合使得硅氧烷的典型性质与有机可固化聚合物的那些性质组合。
通过DMC催化途径可制备的甲硅烷基聚醚1可用于与所有甲硅烷基官能化合物混合，所述甲硅烷基官能化合物具有至少一个与聚合物结构化学连接的烷氧基甲硅烷基。这样的硅烷改性的聚合物是式2类型的硅烷化合物
Figure BPA00001469594400071
其中
X1、X2和X3各自独立地是具有1-8个碳原子的烷基或烷氧基，
A是包含羧基、氨基甲酸酯基、酰胺基、碳酸酯基、脲基或磺酸基的基团或氧原子，
w是1-8的整数，并且
v是1-20的整数，优选1-15，并且特别是1-5。
所述聚合物基选自醇酸树脂、油改性的醇酸树脂、饱和或不饱和聚酯、天然油、环氧化物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、乙烯-丙烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺及其盐、酚醛树脂、聚甲醛均聚物和共聚物、聚氨酯、聚砜、聚硫橡胶、硝基纤维素、丁酸乙烯酯、乙烯基聚合物、乙基纤维素、纤维素乙酸酯和/或纤维素丁酸酯、人造丝、虫胶、蜡、乙烯共聚物、有机橡胶、聚硅氧烷、聚醚硅氧烷、硅树脂、聚醚、聚醚酯和/或聚醚碳酸酯。
优选与甲硅烷基聚醚1混合使用的式(2)的聚合物包括被称为α-硅烷末端的聚合物，其反应性烷氧基甲硅烷基仅由一个亚甲基单元(v＝1)从与含氮聚合物连接的A基团分隔。通过氨基甲酸乙酯或脲单元与聚合物结构连接的该α-硅烷聚合物通常包含甲氧基或乙氧基作为在硅上的取代基。该聚合物结构可以是直链或支链的，并且可以是有机或含硅性质的。特别优选末端连接在聚醚末端的α-硅烷。特别重要的是聚氧化烯，特别是聚丙二醇(w＝2)，在其两个链端上各具有α-硅烷官能团，其由Wacker以Geniosil
Figure BPA00001469594400081
STP-E10和Geniosil
Figure BPA00001469594400082
STP-E30的名称销售。在PCT EP 05/00370和EP-A1-1967550中描述了该α-硅烷预聚物的制备。用于与甲硅烷基聚醚(1)混合的特别合适的实例是二甲氧基(甲基)甲硅烷基甲基氨基甲酸酯-和/或三甲氧基甲硅烷基甲基氨基甲酸酯-末端的聚醚。
该文献提供了对立体电性诱导的α-效应的充分公开，其在具有末端氨基亚烷基烷氧基甲硅烷基取代基的聚氧化烯化合物的情况中起作用并促进硅连接的烷氧基的分子内水解性解离。通过制备由反应性、快速固化的α-硅烷和较慢固化的根据DE 10 2008 000360.3的甲硅烷基聚醚1的混合物，可灵活调节适应期。在该混合物中的α-硅烷引起固化快速开始，并缩短不粘性时间；具有高含量的根据DE 10 2008 000360.3的烷氧基甲硅烷基官能团的甲硅烷基聚醚1能够更佳地完全固化并得到较高的最终力学强度值，并且在表面改性的情况中，在特定的基材上得到更佳化学锚固。由此可以理想的方式组合两种类型的甲硅烷基聚合物的特性和优点(参见图2)。
与甲硅烷基聚醚1一起可用于可固化组合物的其它的式(2)的硅烷聚合物是硅烷基通过亚丙基单元(v＝3)与聚合物结构连接，并且A是氨基甲酸乙酯基的那些。优选聚氧化烯，特别是聚丙二醇(w＝2)，在其两个链端上各具有α-硅烷官能团，其由可得自Wacker的产品名GeniosilSTP-E15和Geniosil
Figure BPA00001469594400084
STP-E35。在如EP 1824904中描述了该硅烷聚合物的制备。用于与甲硅烷基聚醚(1)混合的特别合适的实例是二甲氧基(甲基)甲硅烷基丙基氨基甲酸酯-聚醚和/或三甲氧基甲硅烷基丙基氨基甲酸酯-末端的聚醚。
同样可适合作为混合物组分的式(2)的化合物是硅烷末端的聚氨酯，其制备是通过例如在US 7,365,145、US 3,627,722或US 3,632,557所述的从多元醇与二异氰酸酯，然后与氨基官能的烷氧基硅烷的反应。连接基A是具有氨基甲酸乙酯基或脲基的基团。该类硅烷聚合物的典型示例是如BayerMaterial Science的Desmoseal
Figure BPA00001469594400091
S XP 2636。经固化的硅烷末端的聚氨酯非常适于作为弹性粘合剂和密封剂的粘结剂以及涂覆物。但是，如在US 7,365,145中所强调的，其特别的缺点在于其高粘度，这限制了可加工性。因此，根据现有技术向该类型聚合物中加入稀释剂。这些稀释剂可以是活性稀释剂如单体烷氧基硅烷，其不但降低粘度而且同时提高交联密度，或非活性稀释剂，其还可具有增塑性质。根据本发明可固化的混合物组合了这两种产物的产物性质，所述混合物包含优选具有低粘度的甲硅烷基聚醚1的硅烷末端的聚氨酯，其通过具有相对高含量的烷氧基甲硅烷基官能团，其通过DE 10 2008 000360.3所公开的方法制备。除了用作常规稀释剂，它们能够灵活地调节，优选提高烷氧基甲硅烷基官能团及由此而来的力学强度，并改善基材粘合性，同时降低其粘度，这例如提高填料使用的范围。
在包含根据DE 10 2008 000360.3的产物的体系中，在本发明的上下文中可使用的其它甲硅烷基聚醚1是长期已知的式(2)的无氨基甲酸乙酯-和脲的甲硅烷基末端的聚醚，其中A是氧，其中末端烷氧基甲硅烷基由此通过醚官能团直接与聚合物结构连接。在US 3,971,751中描述了该甲硅烷基聚合物。它们优选地由聚醚基础结构构成，其中在式(2)中的v优选值为3，并且w优选值为2，并且可得自Kaneka的MS Polymer
Figure BPA00001469594400092
产品。该可固化的甲硅烷基聚醚特别适于作为弹性密封剂和粘合剂，但仅能够形成低网络密度，这是由于烷氧基甲硅烷基仅末端连接至约10000g/mol的长聚合物结构。其与低粘度的、优选是聚烷氧基甲硅烷基官能的甲硅烷基聚醚1的组合提供了可更高度交联的体系，其将两类具有甲硅烷基的产物的优点合二为一：例如在固化后的膜或在固化后的粘结物中达到相对较高的硬度，并同时具有良好的弹性和粘合性。该混合物的使用还组合了通常期待的缩短不粘性时间，这是由于因更高量的可交联的甲硅烷基而使该固体聚合物可在固化过程中更快形成。相比之下，高甲硅烷基官能度的聚醚1的单独使用易于产生相对易碎的产物(参见图1)。
还可组合如在WO 2007/061847中描述的具有烷氧基甲硅烷基的聚硅氧烷和根据DE 10 2008 000360.3的可固化的甲硅烷基聚醚。
通过DMC催化可制备的甲硅烷基聚醚1同样可用于与常规的式(2)的单体硅烷混合。
WxSiV(4-x)    (2a)
其中W表示相同或不同的、不可水解的基团，V＝相同或不同的可水解基团或羟基，并且x＝1、2、3或4。
在式(2a)中，可水解的V基团可以是如H、卤素、烷氧基(优选甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基或丁氧基)、芳氧基(优选苯氧基)、酰氧基(优选乙酰氧基或丙酰氧基)、酰基(优选乙酰基)、氨基、单烷基氨基或二烷基氨基。不可水解的W基可以是如烷基、烯基、炔基、芳基、烷芳基或芳烷基。烷基链可具有0-50个，优选0-22个碳原子，并且还可插入有杂原子如氧或氮或硫，或可以是硅酮基团。芳基还可以是杂芳基。W和V基团任选地各具有一个或多个常规取代基，如卤素或烷氧基。
具有官能团的根据式(2a)的不可水解的W基团可选自缩水甘油基或缩水甘油氧基亚烷基，例如β-缩水甘油氧基乙基、γ-缩水甘油氧基丙基、δ-缩水甘油氧基丙基、ε-缩水甘油氧基戊基、ω-缩水甘油氧基己基或2-(3，4-环氧基环己基)乙基、甲基丙烯酰氧基亚烷基和丙烯酰氧基亚烷基如甲基丙烯酰氧基甲基、丙烯酰氧基甲基、甲基丙烯酰氧基乙基、丙烯酰氧基乙基、甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基丁基、丙烯酰氧基丁基和3-异氰酸酯基丙基。
可独立或相互混合使用的该有机官能的单体硅烷是如N-环己基氨基甲基三甲氧基硅烷、N-环己基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和/或十六烷基三甲氧基硅烷。“Silylated Surfaces”，DonaldE.Leyden和Ward T.Collins编撰，Gorden and Breach Science Publishers，Inc.，1980，ISBN 0-677-13370-7提供了该主题的简介。
通常留给专家来选择适用于期待性质的组分以得到优化的共聚物体系。因此本发明的组合物成为不同性质的“工具箱”，从中可根据应用选择优化的组合物。
此外，已出人意料地发现出于改进性质的目的，在预聚物混合物中和在固化后的聚合物中可将在申请DE 10 2008 000360.3中所请求权利的结构类型与不具有甲硅烷基的可交联化合物组合。例如，可制备甲硅烷基聚醚1与如以烯丙基、乙烯基、丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基形式的具有双键的不饱和化合物的混合物，并通过两种机理固化-通过烷氧基甲硅烷基的水解固化和自由基固化或通过双键的UV引发。同样还可制备甲硅烷基聚醚1与环氧化物的混合物，并在湿气和胺的存在下将它们一起固化。
除了特别在粘合剂或密封剂应用中期待的可调节适用期之外，在此所述的本发明的组合物能够得到具有比单独组分特别改进的性质的共聚物体系。例如，所述聚合物的特征在于高弹性模量但同时具有低抗压强度，这源自具有纯直链的α，ω-烷氧基甲硅烷基的聚氧化烯化合物的固化，所述聚合物因根据本发明在此所述的其与具有烷氧基甲硅烷基的甲硅烷基聚醚1的共固化而特别地得到抗压强度，所述聚合物还可在聚氧化烯链中具有水解可固化的烷氧基甲硅烷基取代基。
如在本申请的优先权日还未公布的DE 10 2008 044373.5中所述，甲硅烷基聚醚1同样可用于具有烷氧基甲硅烷基官能化的聚醚硅氧烷的可固化组合物。这些可使用的硅烷化合物优选是式1中的R1＝可被烷基和/或芳基取代的含硅基或硅氧烷基的那些化合物。同样通过环氧基官能的烷氧基硅烷的DMC催化烷氧化途径可制备的该甲硅烷基化的硅烷-聚醚共聚物是通常同时具有表面活性剂作用的可固化化合物。其在包含甲硅烷基聚醚1和可能的其它的式(2)或(2a)的硅烷化合物的体系中的用途可例如是使待涂覆的或粘接的基材润湿，并由此改善粘合性质。在合适选择具有甲硅烷基的聚醚硅氧烷的情况中，可使用其它效果，特别是界面现象如在薄层中的待固化组合物的延展或脱气剂的效果，以去除当将可固化混合物的组分搅拌在一起时搅拌入的空气气泡。
本发明的可固化混合物适用作如用于粘合剂制备的基料、适用于表面涂覆和表面改性、适用作反应性交联剂、适用作促粘剂和底漆、以及用于各种基材如金属、玻璃和玻璃纤维/玻璃纤维、木头、木基材料、天然纤维并且通常还是如软木和含硅材料的粘结剂或密封剂。例如，在建筑领域中使用该改性体系的情况中发现通过水解方法锚固至砖块、混凝土、砂浆等的所述烷氧基甲硅烷基的受控添加是特别有利的，在建筑领域中关键因素在于粘结和隔离密封如建筑物外壳的门框和窗框。在使用经选择的组分的情况中还可得到新型的增塑剂体系。
由于新型可固化混合物在其固化过程中不释放任何气体反应产物，所以还可将它们以如涂料体系或涂料体系组分形式用于涂覆表面。例如，WO 2008/074489描述了基于多元醇和具有可水解硅烷基的聚异氰酸酯的涂覆组合物，其具有高耐擦刮性和耐候性。
由于无异氰酸酯的分散可能性，还可将应用拓宽至包括食品接触的那些应用。本发明的聚合物可作为粘结剂即在木基材料如刨花板或MDF板中制备中用于相互粘结相同或不同的物质、或用于粘结木或软木颗粒(包括木刨花或木纤维)，并由此还可用作替代用于地板、镶木板和层合板应用的氨基树脂或异氰酸酯粘合剂组合物。来自使用硅烷基改性的聚异氰酸酯至多元醇的反应性基团的重分布和同时提供多个可水解的烷氧基甲硅烷基产生具有可变化调节的性质的新型粘合剂和涂覆组合物。本发明的聚合物还可具有热塑性，并由此还用于制备需要温度依赖性流动特性的模制品。该模塑组合物可用于如注射成型、挤出或热压的方法。还可在不使用催化剂下使用本发明的可固化混合物，由此在成型操作过程中不需要进一步固化和交联。在交联后，具有甲硅烷基的聚合物转化为热固性产物。
如本领域技术人员所知晓的，在两个阶段的化学过程中发生烷氧基甲硅烷基的交联或固化，其中在第一步骤中，(尽管大气湿度也可满足)在水存在下与硅连接的烷氧基被消去为相应的醇并形成SiOH基。在半缩合的情况中，SiOH基与另一SiOH基形成Si-O-Si桥，并形成聚合材料。可选地，SiOH-官能化的中间体与具有反应性基团的基材，例如特别有效地与具有OH官能团的含硅表面反应，并在特定的基材上产生极佳的化学锚固。可以各种方式，通过加入催化剂或改变温度而影响固化速度。
以此方式通过进行预聚物体系的自由固化或催化固化可得到任选地具有泡沫状结构当聚合材料。对于可能的本发明的甲硅烷基聚合物混合物的类型和量，可根据应用确定所选择的优选形式。
优选地，在所述可固化混合物中存在的甲硅烷基聚醚1具有对于每个羟基平均大于1个的烷氧基甲硅烷基官能团。还优选地是除了至少一个式1的化合物之外，还包含具有除了式1的那些化合物之外的其它硅烷化合物的混合物。
可用于根据本发明的混合物中的甲硅烷基聚醚1，特别是式(1)的烷氧基甲硅烷基改性的聚醚醇可得自如用甲硅烷基改性的环氧化物与各种不同来源的原始物醇之间的反应。
在本申请的优先权日还未公布的DE 10 2008 000360.3中详述了所述制备方法和可使用的环氧化物结构类型。在此将DE 10 2008 000360.3的说明书和权利要求书的内容全部援引并入本文。
由此制备的化合物提供合成自由度以在具有烷氧基甲硅烷基的聚氧化烯化合物之间选择，由此制备的化合物包含在聚氧化烯链中末端的、或以独立的形式、以嵌段累积、或以无规分布的烷氧基甲硅烷基官能团。
对于由此制备的甲硅烷基化合物，特别是已使用烷氧基甲硅烷基改性的式(1)的甲硅烷基聚醚1，值得注意地是它们可以对于结构和摩尔质量受控和重现的方式下制备。可在宽范围中可变地设计单体单元的序列。可按需地以嵌段、连续或无规地向聚合物链中加入环氧单体。通过所述反应组分的开环反应而插入聚合物链的片段是相互可按照序列自由交换的，其限制是环状酸酐和二氧化碳以无规，即不是以均匀的嵌段插入聚醚结构中的方式存在。
当所使用的预聚物是式(1)中的那些，并且与式(1)中聚醚的硅原子连接的烷氧基少于3个时，形成高官能化的网络，其中各自从R1开始的、且包含序列可自由交换的片段、并且已插入通过所述反应组分的开环反应而形成聚合链的聚醚链通过-CH2-O-(CH2)c-Si-(CH2)c-O-CH2-桥与另一聚醚链连接。其结果是高度复杂、高度官能化的结构。在此还可以受控的方式将官能度调节至期待的使用领域。所得的交联度和聚合物结构的复杂度随甲硅烷基单体的环氧官能度的增大而增大。非常特别地优选3-缩水甘油氧基烷基三烷氧基硅烷作为单体。
已插入通过在以上定义中以嵌段或无规分布的形式、使用开环反应形成的聚合物链的片段不但可出现在聚醚结构单元的链中，而且所形成的聚醚结构单元量中呈无规分布，所述片段通过-CH2-O-(CH2)c-Si-(CH2)c-O-CH2-桥与另一片段连接。由此所述方法产物的结构变化的多样性不允许根据结构式进行绝对清楚地说明。
所使用的甲硅烷基聚醚1优选是式(1)的聚醚结构-另参见图1。以受控的方式，通过选择片段d至j，通过所述反应组分的开环反应已插入的聚合物链的片段，由直链构成的这些聚醚被烷氧基甲硅烷基取代并高度官能化，由此可为各种应用领域进行定制。
Figure BPA00001469594400141
式(1)的甲硅烷基聚醚1(另参见图1)
其中
a是1-3的整数，优选3。
b是0-2的整数，优选0-1，更优选0，并且a和b的总和等于3，
c是0-22的整数，优选0-12，更优选0-8，甚至更优选0-4，并且特别是1或3，
d是1-1000的整数，优选1-100，更优选4-20，并且甚至更优选5-10，并且特别是大于4或10，
e是0-10000的整数，优选1-2000，更优选1-1000，并且特别是1-500，
f是0-1000的整数，优选0-100，更优选0-50，并且特别是0-30，
g是0-1000的整数，优选0-200，更优选0-100，并且特别是0-70，
h、i和j各是0-500的整数，优选0-300，更优选0-200，并且特别是0-100，
n是2-8的整数，
并且其前提是具有系数d至j的片段是可自由地相互交换的，即在聚醚链中在序列中可相互交换，
并且R表示一个或多个相同或不同的基团，其选自直链或支链、饱和、或单不饱和或多不饱和的、具有1-20个碳原子，特别是1-6个碳原子的烷基或具有1-20个碳原子的卤烷基。优选地是R表示甲基、乙基、异丙基、正丁基和叔丁基；并且
R1是饱和或不饱和、任选支链、优选通过氧原子连接的基团；或是烷氧基、芳基烷氧基或烷基芳基烷氧基类型的聚醚基，其中碳链可插入有氧原子，或R1是任选的单或多稠合的芳族芳氧基，其中在甲硅烷基聚醚1中的R1基团优选不具有硅原子，并且
R2和R3、以及R5和R6相同或彼此独立地是H或是饱和或任选单不饱和或多不饱和、进一步被取代的、任选的单价或多价烃基，其情况是R5和R6基团各自是单价烃基。
所述烃基可以通过Y片段脂环族桥接；Y可以不存在，或可以是具有1或2个亚甲基单元的亚甲基桥；如果Y不存在，R2和R3彼此独立地是直链或支链的基团，其具有1-20个，优选1-10个碳原子，更优选地所述基团是甲基、乙基、丙基或丁基、乙烯基、烯丙基或苯基。优选地，两个R2和R3基团中的至少一个是氢。R2-R3可以是-CH2CH2CH2CH2-基，并且Y由此可以是-(CH2CH2-)-基。R2和R3烃基可进而具有进一步的取代基，并具有官能团如卤素、羟基或缩水甘油氧基丙基。
R4是直链或支链的1-24个碳原子的烷基，或是可任选地进而具有烷基的芳基或脂环族基；
R7和R8彼此独立地是氢、烷基、烷氧基、芳基或芳烷基，其用开环聚合反应共聚而提供包含烷氧基硅烷基的可交联聚醚酯。
R9、R10、R11和R12彼此独立地是氢、烷基、烯基、烷氧基、芳基或芳烷基。所述烃基可以通过Z片段脂环族桥接或芳族桥接，并且Z可以是二价亚烷基或亚烯基。
如29Si NMR和GPC分析所显示的，在DMC催化制备和如在下游处理步骤中，方法相关的链末端OH基的存在产生对在硅原子上的酯交换反应的选择。正规地说，这包括通过氧原子将与硅连接的烷基R交换为长链改性的烷氧基甲硅烷基聚合物基团。双峰以及多峰GPC曲线表明所述烷氧基化产物不但包含式(1)所示的未酯交换的物质，而且还包含具有2倍，在一些情况下3倍或甚至4倍摩尔质量的那些物质。由此式(1)仅以简要的形式表示实际复杂的化学物质。
由此，甲硅烷基聚醚1是还包含统计学平均下的式(1)中系数(a)与(b)之和小于3的化合物的组合物，这是由于一些OR基可被甲硅烷基聚醚基团取代。由此所述组合物包含在消去R-OH并与式(1)的其它分子的反应性OH基进行缩合反应的硅原子上形成的物质。该反应可进行多次直至例如所有硅上的RO基己与式(1)的其它分子交换。这些化合物的常规29Si NMR谱图中出现多于1个的信号证实了具有不同取代模式的甲硅烷基的存在。
由此还应理解对于系数(a)-(j)所报出的值和优选范围仅是不能单独考虑的不同物质的平均值。化学结构和摩尔质量的多样性还反映于通常为Mw/Mn≥1.5的摩尔质量分布，该部分通常是甲硅烷基聚醚1具有的，并且完全不常见于常规基于DMC的聚醚。
用于所述烷氧化反应的起始物或起始物化合物可以是式(3)的所有化合物
R1-H
(3)
(H属于具有至少一个羟基的化合物的OH基，所述化合物例如是醇或酚化合物)，所述化合物可以是单独或与另一化合物的混合物，其具有至少一个根据式(3)的反应性羟基。R1是饱和或不饱和的、任选支化的基团，其具有至少一个羟基的氧原子，或是烷氧基、芳基烷氧基或烷基芳基烷氧基类型的聚醚基，其中其碳链可插入有氧原子，或R1是任选单或多稠合的芳族芳氧基。具有烷氧基、芳基烷氧基或烷基芳基烷氧基、并可用作起始物化合物的所述聚醚基的链长是按需的。所述聚醚、烷氧基、芳基烷氧基或烷基芳基烷氧基优选包含1-1500个碳原子，更优选2-300个碳原子，特别为2-100个碳原子。
应理解起始物化合物是指通过加入环氧官能的单体而得到的、形成待制备的聚醚分子(1)的起始物的物质。在所述方法中使用的起始物化合物优选自醇、聚醚醇和酚。所使用的原料化合物优选是一元聚醚醇或多元聚醚醇或醇R1-H(H形成所述醇或酚的部分OH基)。
所使用的OH官能的起始物化合物R1-H(3)优选是摩尔质量为18-10000g/mol，特别是50-2000g/mol，并且具有1-8个，优选具有1-4个羟基的化合物。
式(3)的化合物实例包括烯丙基醇、丁醇、辛醇、十二醇、硬脂醇、2-乙基己醇、环己醇、苯甲基醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇、二缩三乙二醇、聚乙二醇、1，2-丙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三甲酰氧基丙烷、丙三醇、季戊四醇、山梨糖醇、纤维素糖、木质素或具有羟基和来源于天然物质的其它化合物。
有利地是，所使用的起始物化合物是具有1-8个羟基，并且摩尔质量为50-2000g/mol的低分子聚醚醇，其已预先通过DMC-催化烷氧化进行制备。
除了具有脂族和脂环族OH基的化合物之外，合适的化合物是任意具有的具有1-20个酚OH官能团的化合物。这些化合物包括如酚、烷基-和芳基酚、双酚A和酚醛树脂。
系数为d至j的片段和在取代基R1中存在的任意的聚氧化烯链的不同单体单元可具有相互的嵌段结构，或进行随机分布。
在此所示的结构式中出现的系数和特定系数的值范围因此是实际存在的结构和/或其混合物的可能的统计分布的平均值。对于本身实际如此给出的结构式例如式(1)同样如此。
根据所使用的环氧官能化的烷氧基硅烷和任何所使用的其它单体、以及任何的二氧化碳，可制备具有烷氧基甲硅烷基的改性聚醚醇(1)及其与任意组合物的混合物。在式(1)的化合物中的烷氧基硅烷优选是三烷氧基硅烷单元。
可将优选包含至少一个式(2)或(2a)的组分和至少一个式(1)组分的本发明的可固化混合物用于平板、颗粒、纤维表面和织物的涂覆物和改性、以及作为密封剂。所述涂覆物可以是如粘合剂涂覆物，特别是经发泡的粘合剂涂覆物。所述可固化混合物还以乳液或溶液的形式使用，优选用作水性乳液。
如果意图使这些本发明的组合物是可发泡的，则它们包括一种或多种任选是化学形成的发泡剂。
可通过已知方法涂覆待涂覆的表面，如喷涂、漆涂、浸涂等。在所述方法中优选将待粘结的表面压在另一表面上。施用任选可发泡的混合物以优选地从加压罐中产生粘结物、并通过在混合物中存在的发泡剂形成泡沫，所述泡沫还可以是通过化学反应所释放的。在本发明的优先权日还未公布的文件DE 10 2008 043218中描述了所述制备方法和粘合性泡沫的用途。
由此，本发明还提供用于粘结表面的方法，其中提供可发泡的组合物，将其在待粘结的表面之间发泡以形成泡沫，或在向一个待粘结的表面或在待粘结的表面之间发泡之后施用从所述混合物可制备的泡沫，并且然后将泡沫在待粘结的表面之间压平。
合适的发泡剂是在相对较低的压力下已能够压缩的气体，并且还将其用于可喷涂组装泡沫的制备。合适的发泡剂是如在各种情况中具有1-5个，特别是3-5个碳原子的烃，特别是丙烷-丁烷混合物或异丁烷、具有1-5个碳原子的氢氟烃，如1，1，1，2-四氟乙烷或1，1-二氟乙烷、或是二甲醚及相应的混合物。所述发泡剂的含量优选为基于混合物总重的＜10重量％，更优选＜7或＜5重量％。
基于混合物总重的所述发泡剂含量优选不大于10重量％，更优选不大于7重量％。
还可基于纯化学基础形成泡沫而不加入发泡剂，但这优选在温热或热固化的情况中，在该情况中，加热粘合剂混合物形成低挥发性的发泡剂，其包含例如醇如甲醇、乙醇，所述发泡剂已从烷氧基甲硅烷基的水解中形成。还可将水或惰性溶剂作为高温下的发泡剂。
如果期待涂覆基材，可简单地使用发泡剂分散，并通过加入溶剂或其它添加剂和助剂，以受控的方式任选地建立涂覆所需的材料性质。因此本发明还提供涂覆或改性表面的方法，其中向待处理或固化的表面施用包含具有至少一个式(2)或(2a)的其它硅烷化合物的甲硅烷基聚醚1的组合物。
用于本发明的预聚物混合物的交联或聚合的催化剂可以是已知的聚氨酯化反应、脲基甲酸酯化反应或二脲化反应催化剂，它们本身是本领域技术人员已知的。例如所使用的这些催化剂包括锌盐化合物如辛酸锌、乙酰丙酮锌和2-乙基己酸锌；或四烷基铵化合物如N，N，N-三甲基-N-2-羟基丙基氢氧化铵、N，N，N-三甲基-N-2-羟基丙基2-乙基己酸铵或2-乙基己酸胆碱盐，优选使用辛酸锌(2-乙基己酸锌)和四烷基铵化合物，特别优选辛酸锌。作为催化剂还可使用常规使用的有机锡化合物如二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二乙酸二丁基锡或二辛酸二丁基锡等。此外，还可使用铋催化剂如Borchi催化剂、钛酸盐如异丙氧化钛(IV)、铁(III)化合物如乙酰丙酮铁(III)、或胺如三乙胺、三丁胺、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、N，N-双-(N，N-二甲基-2-氨基乙基)甲基胺、N，N-二甲基环己胺、N，N-二甲基苯胺、N-乙基吗啉等。还适于作为催化剂的是有机或无机的布朗斯台德酸如乙酸、三氟乙酸、甲烷磺酸、甲苯磺酸或苯甲酰氯、盐酸、磷酸及它们的单酯或二酯，如磷酸丁酯、磷酸(异)丙酯、磷酸二丁酯等。将理解还可使用多种催化剂的组合。
如在WO 2005/100482中所述，本发明的可固化组合物还可包含所谓的光潜碱作为催化剂。优选地，光潜碱应理解为表示具有一个或多个碱性氮原子的有机碱，其首先以屏蔽形式存在，并仅在使用UV光、可见光或IR辐射照射后由于分子断裂而释放出碱形式。在此将WO 2005/100482的说明书内容和权利要求书援引并入本文。
所述催化剂或光潜碱的用量为0.001-5.0重量％，优选0.01-1.0重量％，并且更优选0.05-0.5重量％，其基于所述方法产物的固体含量。所述催化剂或光潜碱还可以一次或以多次或连续加入。优选一次加入全部量。
对于其它组分，所述组合物可包含填料、溶剂、泡沫稳定剂和加速泡沫固化的催化剂。填料使得断裂强度和断裂应力改善。常见填料是如碳酸钙、气相法二氧化硅和碳黑。还常将不同填料组合使用。合适的填料是在现有技术中已多次描述的所有材料。所述填料优选的使用浓度为基于最终混合物的重量的0-90重量％，特别优选的浓度为5-70重量％。
此外，本发明的组合物还可包含其它有机物质，优选是液体和溶剂。所使用的溶剂优选是具有偶极距的化合物。特别优选的溶剂包含具有自由电子对的杂原子，其可构成氢键。该溶剂的优选实例是醚如叔丁基甲醚、酯如乙酸乙酯或乙酸丁酯、以及醇如甲醇、乙醇以及丙醇和丁醇的不同位置异构体或为特定应用而选择的二醇类型。
此外，还可向所述组合物加入本身已知的功能性物质，如流变添加剂、水清除剂、触变剂、阻燃剂、去泡剂、脱气剂、成膜聚合物、抗菌和防腐物质、抗氧化剂、染料、着色剂和颜料、防冻剂、抗真菌剂、促粘剂和/或活性稀释剂、增塑剂、络合剂、喷涂助剂、润湿剂、维生素、生长物质、荷尔蒙、芳香剂、光稳定剂、自由基清除剂、UV吸收剂和其它稳定剂。
对于本发明的组合物，在粘合剂、密封剂、粘结剂和接缝密封剂领域中存在各种不同的应用。它们适用于各种不同的基材如矿物基材、金属、塑料、玻璃、陶瓷、木头、木基材料、天然纤维或软木等。理论上，所述组合物或由其制备的泡沫是适用于粘结任意物件的。但特别地，当待粘结的表面不平整时、或是小纤维或颗粒，并且如软木时，所述组合物或由其制备的泡沫对于粘结另一材料而形成复合材料是高度稳定的。这样的情况是如用于粘结因开裂或材料弯曲而不在完全相互匹配的断裂区域、或粘结在不平整的墙表面上的基线板、顶端突起模制件(crown moldings)或其它精制件。在此所述的泡沫还具有能够充分填充孔洞的优点。
本发明由此还进一步提供从所述可固化混合物得到的复合材料，如木复合材料如MDF板(中密度纤维板)、刨花板、软木制品、层合制品。
具有烷氧基甲硅烷基的化合物的另一新用途是水性乳液。用于该乳液的乳化剂理论上包括所有阴离子、非离子、阳离子和两性乳化剂以及乳化剂混合物。该乳化剂的优选实例是醇乙氧基化物、脂肪酸乙氧基化物、乙氧化酯和(乙氧基化)山梨糖醇酯。
以下通过实施例的方式描述新型组合物及其用途。当以下具体描述范围、通式或化合物类时，这些应不仅包括明确提及的相应范围和化合物类别，而且还包括可通过选择个别值(范围)或化合物而获得的所有子范围和化合物子类别。当在本说明书的上下文中引入文献时，将其内容全部援引并入本申请的公开内容。
本发明的其它构成从权利要求而言是清楚的，其全部公开内容形成本说明书的部分。
以下给出的实施例以实例方式描述了本发明，其意图不是将本发明、从说明书整体和权利要求中清楚的应用范围限制于实施例中特定的实施方案。
试验部分：
在按照于本申请的优先权日还未公布的文献DE 10 2008 000360.3的实施例中，使用以下的包含烷氧基甲硅烷基的聚醚SP-1，其利用DMC-催化将3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷(GLYEO)烷氧化的方法原理：
甲硅烷基聚醚SP-1：
低分子量、辛醇起始的、几乎无色且低粘度、基本上无规形成的聚醚，其平均摩尔分子量约为3000g/mol，具有7倍的三烷氧基硅烷官能度。
根据单体用量的化学结构：1-辛醇+8mol PO+(7mol GLYEO/10molPO)
环氧化物的氧含量＜0.05％，GPC所测的Mw为2760g/mol，粘度(25.0℃)：0.15Pa.s
MS Polymer
Figure BPA00001469594400201
S303H
购自Kaneka，链末端-Si(CH3)(OCH3)2-官能化的常规烷氧基甲硅烷基-末端的聚丙二醇，其平均摩尔质量约为12000g/mol，粘度(25.0℃)：12.0Pa.s
GeniosilSTP-E10
购自Wacker，链末端-Si(CH3)(OCH3)2-官能化的烷氧基甲硅烷基甲基氨基甲酸酯末端的聚丙二醇，其平均摩尔质量约为11500g/mol。
通过混合制备由以上各组分构成的以下均质的组合物：
掺混物1：50重量％的SP-1/50重量％的MS Polymer
Figure BPA00001469594400212
S303H
掺混物2：10重量％的SP-1/90重量％的MS Polymer
Figure BPA00001469594400213
S303H
掺混物3：90重量％的SP-1/10重量％的GeniosilSTP-E10
在25℃下通过振荡流变测试研究所述各组分和所选择的可固化新组合物的力学性质和固化性质。从催化剂用量开始，在固化过程中连续测试作为弹性组分度量的储存模量G’的量和作为损失粘性组分度量的损失模量G”。在2％-5％的对甲苯磺酸水溶液中进行催化。偏转角为1度，频率为1Hz。G’和G”的曲线提供有关在固化过程中力学强度提高的信息，并提供有关对反应性和过程时间的说明等。
图2显示了对比SP-1、掺混物1和掺混物2的振荡流变研究。
通过合适选择所述可固化的混合物的组合物可灵活地将力学和加工性质调节为特定的应用需求。随着甲硅烷基聚醚SP-1含量的提高，所述可固化组合物的初始粘度下降(SP-1的活性稀释剂作用)，并且所述体系的可加工性维持更长，而在最终材料中同时达到较高的硬度(高G’与低G”)。
图3显示了对比SP-1和掺混物3的振荡流变研究。
通过将90％的甲硅烷基聚醚SP-1与10％的高反应性的具有α-硅烷基的Geniosil
Figure BPA00001469594400215
STP-E10硅烷预聚物组合得到新的可固化组合物，可以理想的方式组合如此不同的两个单独组分的特性。
所述起始物体系有利地具有低粘度，STP-E10组分加速初始固化(短的不粘时间)，并且终端产品在交联后得到期待的如直链的SP-1所具有的高力学强度。

Claims (23)

1.可固化组合物，其包括带有甲硅烷基的且具有式1的羟基化合物和至少一种其它硅烷化合物：
Figure FDA0000400569080000011
其中
a是1-3的整数，
b是0-2的整数，
并且a和b的和等于3，
c是0-22的整数，
d是1-1000的整数，
e是0-10000的整数，
f是0-1000的整数，
h、i和j各是0-500的整数，
n是2-8的整数，
条件是具有系数d至j的片段是可自由地相互交换的，即在聚醚链的序列中可相互交换，
并且
R表示一个或多个相同或不同的基团，其选自直链或支链的、饱和的、具有1-20个碳原子的烷基或具有1-20个碳原子的卤烷基，并且
R1是饱和或不饱和的、任选支链的、通过氧原子连接的基团；
R2和R3相同或彼此独立地是H，或是饱和或单不饱和或多不饱和的、还进一步被取代的、任选单价或多价的烃基，并且烃基R2和R3可以通过Y片段脂环族桥接；Y可以不存在，或可以是具有1或2个亚甲基单元的亚甲基桥；如果Y不存在，R2和R3彼此独立地是直链或支链的具有1-20个碳原子的基团；
R5和R6相同或彼此独立地是H，或是饱和或单不饱和或多不饱和的、还进一步被取代的单价烃基；
R4是直链或支链的具有1-24个碳原子的烷基，或是可任选地进而具有烷基的芳基或脂环族基；
R7和R8各自独立地是氢、烷基、烷氧基、芳基或芳烷基，其通过开环聚合反应共聚而提供包含烷氧基硅烷基的可交联聚醚酯，
R9和R12各自独立地是氢、烷基、烯基、烷氧基、芳基或芳烷基，
R10和R11各自独立地是氢、烷基、烯基、烷氧基、芳基或芳烷基，其中如果R10和R11基各自是多价烃基，则所述烃基可以通过Z片段脂环族桥接或芳族桥接，并且Z可以是二价亚烷基或亚烯基。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于R1是烷氧基、芳基烷氧基或烷基芳基烷氧基类型的聚醚基，其中碳链可插入有氧原子，或是聚醚烷氧基或任选单或多稠合的芳族芳氧基。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于所使用的硅烷化合物是烷氧基甲硅烷基官能的预聚物、烷氧基甲硅烷基末端的聚醚、聚酯、聚酯醚、聚氨酯、聚硅氧烷或具有烷氧基甲硅烷基的聚醚硅氧烷、或它们的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述硅烷化合物是式(2)的硅烷改性的聚合物：
X1、X2和X3各自独立地是具有1-8个碳原子的烷基或烷氧基，
A是包含羧基、氨基甲酸酯、酰胺、碳酸酯、脲基或磺酸基的基团，或是氧原子，
w是1-8的整数，并且
v是1-20的整数，
聚合物是选自以下的聚合物基：醇酸树脂、油改性的醇酸树脂、天然油、环氧化物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、乙烯-丙烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺及其盐、酚醛树脂、聚甲醛均聚物和共聚物、聚氨酯、聚砜、聚硫橡胶、硝基纤维素、丁酸乙烯酯、乙基纤维素、纤维素乙酸酯和/或纤维素丁酸酯、人造丝、虫胶、蜡、乙烯共聚物、有机橡胶、聚醚硅氧烷、硅树脂、聚醚、聚醚酯和/或聚醚碳酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述硅烷化合物是式(2)的硅烷改性的聚合物：
Figure FDA0000400569080000031
X1、X2和X3各自独立地是具有1-8个碳原子的烷基或烷氧基，
A是包含羧基、氨基甲酸酯、酰胺、碳酸酯、脲基或磺酸基的基团，或是氧原子，
w是1-8的整数，并且
v是1-20的整数，
聚合物是选自以下的聚合物基：聚硅氧烷、饱和或不饱和聚酯和乙烯基聚合物。
6.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于所使用的式(2)的烷氧基甲硅烷基官能的预聚物是α-硅烷末端的聚合物，其反应性烷氧基甲硅烷基仅由一个亚甲基单元与含氮聚合物连接的A基团间隔，即v=1。
7.根据权利要求5中任一项所述的组合物，其特征在于将甲硅烷基聚醚1与二甲氧基(甲基)甲硅烷基甲基氨基甲酸酯末端的聚醚和/或三甲氧基甲硅烷基甲基氨基甲酸酯末端的聚醚混合。
8.根据权利要求5中任一项所述的组合物，其特征在于将甲硅烷基聚醚(1)与式(2)的硅烷聚合物一起使用，其中所述硅烷基团通过亚丙基与聚合物结构末端连接，即v=3，并且其中连接基A是氨基甲酸乙酯基或是带有脲基的基团。
9.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于所使用的式(2)的硅烷聚合物是二甲氧基(甲基)甲硅烷基丙基氨基甲酸酯末端的聚醚，和/或三甲氧基甲硅烷基丙基氨基甲酸酯末端的聚醚。
10.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于将甲硅烷基聚醚1与式(2)的硅烷聚合物一起使用，其中使用无氨基甲酸乙酯-和无脲的甲硅烷基-末端的聚醚，其中A是氧。
11.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于将甲硅烷基聚醚1与式(2a)的单体硅烷一起使用
WxSiV(4-x)    (2a)
其中
W表示相同或不同的不可水解的基团，
V表示相同或不同的可水解基团或羟基，
x=1、2、3或4，
并且所述可水解的V基团选自氢、卤素、烷氧基、芳氧基、酰氧基、酰基、氨基、单烷基氨基和/或二烷基氨基，并且所述不可水解的W基选自烷基、烯基、炔基、芳基、烷芳基或芳烷基，其中所述烷基链可具有0-50个碳原子，并且还可插入有杂原子，或者是硅酮基团，所述芳基也可以是杂芳基，并且W和V基团可各自被一个或多个取代基进一步取代。
12.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述杂原子为氧或氮或硫。
13.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于根据式(2a)的官能团的不可水解的W基团选自缩水甘油基或缩水甘油氧基亚烷基、β-缩水甘油氧基乙基、γ-缩水甘油氧基丙基、δ-缩水甘油氧基丙基、ε-缩水甘油氧基戊基、ω-缩水甘油氧基己基或2-(3,4-环氧基环己基)乙基、甲基丙烯酰氧基亚烷基和丙烯酰氧基亚烷基、甲基丙烯酰氧基甲基、丙烯酰氧基甲基、甲基丙烯酰氧基乙基、丙烯酰氧基乙基、甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基丁基、或丙烯酰氧基丁基和/或3-异氰酸酯基丙基。
14.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于独立或相互混合使用的单体硅烷是N-环己基氨基甲基三甲氧基硅烷、N-环己基-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基甲基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和/或十六烷基三甲氧基硅烷。
15.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于使用选自以下的其它添加剂：稀释剂、溶剂、有机和无机填料、乳化剂、发泡助剂和泡沫稳定剂、流变添加剂、水清除剂、触变剂、阻燃剂、去泡剂、脱气剂、成膜聚合物、抗菌和防腐物质、抗氧化剂、染料、着色剂和颜料、防冻剂、促粘剂、增塑剂、络合剂、喷涂助剂、润湿剂、维生素、生长物质、荷尔蒙、芳香剂、光稳定剂、自由基清除剂、UV吸收剂和其它稳定剂和/或催化剂。
16.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于所述其它添加剂是抗真菌剂。
17.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于使用以下添加剂：活性稀释剂。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的组合物用于粘合剂和/或密封剂中的用途。
19.根据权利要求1-17中任一项所述的组合物在可固化混合物及其溶液和/或作为水性乳液、作为用于制备粘合剂的基料、用于表面涂覆和改性、作为反应性交联剂、作为促粘剂、延展剂和/或底漆、以及作为用于各种基材、玻璃和玻璃纤维/玻璃织物、木头、木基材料、天然纤维和/或软木或含硅材料的粘结剂或密封剂、以及用于制备颗粒中的用途。
20.根据权利要求19所述的用途，其中所述基材为金属，所述木头为软木。
21.粘合剂或密封剂，其包含根据权利要求1-16中任一项所述的组合物。
22.根据权利要求21所述的可发泡的粘合剂或密封剂，其特征在于还可使用物理和/或化学释放的发泡剂。
23.使用根据权利要求22所述的粘合剂和密封剂粘结表面的方法，其特征在于，在待粘合表面之间将可发泡组合物发泡以形成泡沫，或在发泡后将从该混合物制备的泡沫涂布在一个待粘合表面上或在待粘合表面之间，然后使泡沫在待粘合表面之间压平。
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