甲硅烷基官能化的基于(甲基)丙烯酸酯的aba三嵌段共聚物的制备方法_3

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的构造中。
[0069] 28.在单个A嵌段中具有<4个甲硅烷基官能化的基团的组成为ABA的嵌段共聚 物用于热封应用的用途,其特征在于
[0070] 将嵌段A和一个嵌段B聚合为ABA嵌段共聚物形式,所述嵌段A是包含甲硅烷基 官能化的(甲基)丙烯酸酯和选自(甲基)丙烯酸酯或其混合物的单体的共聚物,所述嵌 段B包含没有甲硅烷基官能团的(甲基)丙烯酸酯或其混合物。
[0071] 已经发现,也可以制备在单个A嵌段中具有至少1个且至多2个甲硅烷基的ABA 嵌段共聚物。
[0072] 向嵌段A的共聚物和嵌段B的共聚物二者中都可以添加0-50重量%的可借助 ATRP聚合的单体,该单体不属于所述(甲基)丙烯酸酯类。
[0073] -个优选的实施方案是嵌段共聚物,该嵌段共聚物在ABA组成的情况下,在单个A 嵌段中具有<4个甲硅烷基,并且其中该嵌段A和一个嵌段B聚合为ABA嵌段共聚物形式, 所述嵌段A是包含甲硅烷基官能化的(甲基)丙烯酸酯和选自(甲基)丙烯酸酯或其混合 物的单体和任选另外的可借助ATRP聚合的不属于(甲基)丙烯酸酯类的单体的共聚物,所 述嵌段B包含没有甲硅烷基官能团的(甲基)丙烯酸酯或其混合物,和任选包含另外的可 借助ATRP聚合的不属于(甲基)丙烯酸酯类的单体,其中所述可借助ATRP聚合的单体还 可以仅被共聚在嵌段A中或仅被共聚在嵌段B中。
[0074] 本发明的另一个贡献是提供按目标方式在聚合物链末端官能化的嵌段共聚物。
[0075] 与在现有技术中描述的在配方中具有甲硅烷基封端的粘结剂的配方相比,在具有 相对较高的官能化度的本发明产物中也可看出改进的可交联性的优点。由在链端链段中较 高数目的反应性基团决定地,甲硅烷基基团的反应更可能发生,并且交联成类似细网眼的 弹性体或交联成挠性密封剂的过程在显著较快的速率下进行。通过末端链段中官能团的分 布改进对经交联的最终产物的交联密度和/或性能的按目标方式的控制。此外,反应性基 团在末端链段(在此,嵌段A)上的分布排除了过细网眼的交联。末端链段是指在每种情况 下构成总聚合物链的最大25质量%,优选最大10质量%,非常尤其优选最大5质量%的链 的区段。
[0076] 利用顺序聚合方法制备所述嵌段共聚物。换言之,当用于合成例如嵌段B的单体 混合物已经反应至少90%,优选至少95%时,才将用于合成例如嵌段A的单体混合物添加 到体系中。通过这种方法确保B嵌段不含组成A的单体,并且A嵌段含有占总量的少于 10%,优选少于5%的组成B的单体。根据这种限定,嵌段边界位于链中的相应的位置,计量 加入的单体混合物(在该实例中,混合物A)的第一重复单元位于该位置。
[0077] 此外,本发明的优点是,在各自的官能化聚合物嵌段中有限数目的官能团。粘结剂 中较高比例的官能团导致可能的过早凝胶化或至少导致溶液或熔体粘度的额外增加。这一 目的已经经由在链端或在其附近的按目标方式的引入官能团而达到。
[0078] 所述嵌段共聚物的另一个优点是所制备的产物的无色性和无气味性。
[0079] 然而,本发明材料的可能的应用不仅包括用于密封剂的粘结剂或作为用于引入其 它种类官能团的中间体。例如,EP1 510 550中描述了涂料组合物,其尤其由丙烯酸酯颗 粒和聚氨酯组成。在相应配方中,本发明的聚合物导致加工性能的改进并导致交联机理的 另一种替代方式。可想象的应用包括例如粉末涂料配方。
[0080] 此外,对于这种方法的成功决定性的是甲硅烷基官能的单体的甲硅烷基在聚合条 件下根本不发生或仅以非常小的程度发生过早交联反应。为了甲硅烷基官能化所共聚的单 体由以下通式表征:
[0081] H2C = CR3C (0)〇-R4-Si (OR1) bR2aXc
[0082] 在这一通式中,有机基团R1和R2各自可以彼此相同或不同。另外,有机基团R1和 R2选自由1-20个碳原子构成的脂族烃基。这些基团可以是直链、支链或环状的。在此,R1 也可以仅是氢。
[0083] X选自不同于烷氧基和羟基的可水解基团。这种基团尤其包括卤素、酰氧基、氨基、 酰氨基、疏基、稀氧基和类似的可水解基团。
[0084] 此外,a、b和c各自是0-3的整数。a+b+c之和是3。
[0085] 基团R3是氢或由1-20个碳原子构成的脂族烃基。优选地,R 3是氢(丙烯酸酯) 或甲基(甲基丙烯酸酯)。
[0086] 基团R4是二价基团。优选地,R4是由1-20个碳原子构成的二价脂族烃基。尤其 优选R4是一CH 2_、- (CH2) 2_或一(CH2)3。
[0087]作为甲硅烷基的实例可列举-SiCl3、-SiMeCl2、-SiMe2Cl、-Si(OMe)3、-SiMe(OMe)2、 -SiMe2 (OMe)、-Si (OPh)3、-SiMe (OPh)2、-SiMe2 (OPh)、-Si (OEt)3、-SiMe (OEt)2、-SiMe2 (OEt) 、-Si (OPr) 3、-SiMe (0Pr)2、-SiMe2 (OPr)、-SiEt (OMe) 2、-SiEtMe (OMe)、-SiEt2 (OMe)、-SiPh (OMe )2、-SiPhMe (OMe)、-SiPh2 (OMe)、-SiMe (OC (0) Me) 2、-SiMe2 (OC (0) Me)、-SiMe (0-N = CMe2) 2 或-SiMe2(0-N = CMe2)。在此,缩写Me是甲基一,Ph是苯基一,Et是乙基一,Pr是异丙基一 或正丙基一。
[0088] 作为(甲基)丙烯酸系基团的实例可列举H2C = CHC(0)0-CH2-、H2C = CCH3C(0) o-ch2-、h2c = chc(o)o-(ch2)2-、h2c = cch3c(o)o-(ch2)2-、h2c = chc(o)o-(ch2)3-和h2c = cch3c(o)o-(ch2)3-〇
[0089] 可商购的单体例如是Evonik-DegussaGmbH公司的DynasyIan*MEMO。其是 3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0090] 有利的是用于官能化的单体在没有发生交联反应的情况下聚合。
[0091] 在ABA三嵌段共聚物内,B嵌段又可以自身具有⑶C三嵌段结构,因此,ABA三嵌段 共聚物会等同于组成ACDCA的5-嵌段共聚物。在这种情况下,所述C嵌段的组成对应于所 述A嵌段中的未经甲硅烷基官能化的部分的组成。
[0092] 在ABA三嵌段共聚物中,单个A嵌段又可以自身具有CA'二嵌段结构。所述嵌段 A'又由甲硅烷基官能化的(甲基)丙烯酸酯和选自(甲基)丙烯酸酯或其混合物的单体组 成。所述C嵌段的组成在如下范围内不同于所述A'嵌段的组成,即它们不包含甲硅烷基官 能化的单体。另外,与A和A'嵌段相反,所述C嵌段在整个聚合物中的重量比例方面不受 限制。因此,ABA三嵌段共聚物会等同于组成为CA'BA'C五嵌段共聚物的5-嵌段共聚物。 在这种情况下,所述C嵌段的组成对应于所述A'嵌段中的未经甲硅烷基官能化的部分的组 成。
[0093] 术语〃(甲基)丙烯酸酯〃代表(甲基)丙烯酸的酯并在这里不仅指甲基丙烯酸 酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等,而且指丙烯酸酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙 酯等,以及二者的混合物。
[0094] 另外,已经开发了用于制备组成为ABA的嵌段共聚物的方法。利用特殊的活性聚 合形式,原子转移自由基聚合(ATRP),可以将良好控制的组成、体系结构和确定的官能团引 入到聚合物中。
[0095] 已经发现,通过使用双官能引发剂和顺序聚合,可以按目标方式构造ABA、A⑶CA 或CA'BA'C结构。
[0096] 在嵌段A和在嵌段B二者中聚合的单体选自(甲基)丙烯酸醋,例如具有1-40个 碳原子的直链、支链或脂环族醇的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲 基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、 (甲基)丙烯酸戊醋、(甲基)丙烯酸2-乙基己醋、(甲基)丙烯酸硬脂基醋、(甲基)丙 烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯;(甲基)丙烯酸芳基 酯,例如(甲基)丙烯酸苄酯或(甲基)丙烯酸苯酯,其各自可以具有未取代的或经1至4 取代的芳基;其它芳族取代的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸萘酯;具有5-80个碳 原子的醚、聚乙二醇、聚丙二醇或其混合物的单(甲基)丙烯酸酯,例如甲基丙烯酸四氢糠 基酯、甲基丙烯酸甲氧基(甲氧基)乙氧基乙酯、甲基丙烯酸1-丁氧基丙酯、甲基丙烯酸环 己氧基甲酯、甲基丙烯酸苄氧基甲酯、甲基丙烯酸糠基酯、甲基丙烯酸2- 丁氧基乙酯、甲基 丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸烯
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