用于硅氧烷合成的催化剂的制作方法_5

文档序号:9493170阅读:来源:国知局
自具有链长10-300个硅氧烷基单元的聚有机硅氧烷的组。优选的是在25°C下具有 100-1000mPa.s的粘度的三甲基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷。任选的溶剂(分散介质 或填充剂)的选择在保证催化剂的均匀分散中有一定作用,由此改变固化速度。这样的溶 剂包括极性和非极性溶剂如甲苯、己烷、氯仿、甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、甲乙酮、二甲基甲 酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和碳酸丙二酯。水可以是加速快速固 化双组分组合物RTV-2的额外的组分(G),由此水可以是所述双组分组合物的一部分。如果 溶剂应当在固化和应用后蒸发,那么特别适合的非极性溶剂包括,但不限于,甲苯、己烷等。 在另一个实施方案中,所述溶剂包括高沸点烃类,如烷基苯、邻苯二甲酸酯、芳基磺酸酯、三 烷基或三芳基磷酸酯,其具有低的蒸气压,并且可以以较低的成本扩展体积。通过文献引用 的实例可为美国6, 599, 633 ;美国4, 312, 801的那些。所述溶剂可以以约20至约99重量% 的催化剂组合物的量存在。
[0132] 在一个实施方案中,根据本发明的组合物包含:100重量份的聚合物组分(A);约 0. 1-约10重量份的交联剂组分(B);和约0. 01-约7重量份的催化剂组分(C)。在一个实 施方案中,所述组合物进一步包含:约〇. 1-约5,在一个实施方案中0. 15-1重量份的促粘 剂组分(D);约0-约300重量份的填料组分(E);约0. 01-约7重量份的酸性化合物(F); 任选的0-约15重量份的组分(G),其中组分⑶-(G)的重量份各自基于100份的聚合物组 分(A)计。在一个实施方案中,所述组合物包含组分(F)的量为约0.01-约1重量份/100 重量份的组分(A)。在又一个实施方案中,所述组合物包含催化剂(C)的量为约0. 1-约0. 8 重量份/100重量份的组分(A)。
[0133] 应当理解的是所述可固化组合物可作为单组分组合物或双组分组合物提供。单组 分组合物是指包含上面描述的各种组分的混合物的组合物。双组分组合物可包含单独储存 并随后在刚要固化应用之前混合在一起的第一部分和第二部分。在一个实施方案中,双组 分组合物包括包含聚合物组分(A)和交联剂组分(B)的第一部分(P1)和包含含氮杂磷川 碱化合物的催化剂组分(C)的第二部分(P2)。所述第一和第二部分可包括如对于特定目的 或预期用途来说希望的其他组分(D)和/或(E)和/或(F)和/或(G)。例如,在一个实施 方案中,所述第一部分(P1)可任选地包含促粘剂(D)和/或填料(E),和第二部分(P2)可 任选地包含辅助物质(G)、固化速率改性组分(F)和水(G)。
[0134]在一个实施方案中,双组分组合物包括(i)包含所述聚合物组分(A)、任选的填料 组分(E)和任选地酸性化合物(F)的第一部分;和(ii)包含所述交联剂(B)、催化剂组分 (C)、所述促粘剂(D)和酸性化合物(F)的第二部分,其中部分(i)和(ii)单独存贮直到被 应用于通过混合组分(i)和(ii)的固化。
[0135] 示例性双组分组合物包括:(i)包含100重量份的组分(A),和0-70重量份的组分 (E)的第一部分;和(ii)包含0. 1-5重量份的至少一种交联剂(B)、0. 01-4重量份的催化 剂(C)、0. 1-2重量份的促粘剂(D)和任选地,0. 02-1重量份的组分(F)的第二部分。
[0136] 所述可固化组合物可在广泛的应用范围内使用,包括作为密封材料、模具制造、上 釉、成型、作为粘合剂、作为涂料、作为不同材料之间的接合密封,例如陶瓷或矿物质表面与 热塑性塑料之间的密封剂、离型纸、浸渍材料等。包含脒化合物作为催化剂的根据本发明的 可固化组合物可适合用于广泛的应用诸如,例如一般目的和工业密封剂、灌封胶、建筑用途 的填缝剂、粘合剂或涂料、绝缘玻璃、其中玻璃片固定和密封在金属框架中的结构型玻璃; 用于金属板、车身、车辆、电子器件等的填缝剂、粘合剂。另外,本发明的组合物可以用作单 组分RTV-1或双组分RTV-2制剂,所述制剂可以粘附在种类广泛的金属、矿物质、陶瓷、橡胶 或塑料表面上。
[0137] 实施例
[0138] 开环聚合
[0139] 使用式(2)的氮杂磷川碱作为催化剂进行八甲基环四硅氧烷(D4)与六甲基二硅 氧烷的开环聚合,其中R9-Rn各自为异丁基或甲基。所述催化剂加入的量为0. 1重量%至 0. 4重量%的范围。将催化剂作为纯净的液体或固体加入并且在反应混合物中完全混溶。 比较例使用非均相酸型催化剂和可溶性碱型催化剂(表1)。
[0140] 实施例1:将八甲基环四硅氧烷(100克,0. 3365摩尔)和六甲基二硅氧烷(0. 82 克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮 杂磷川碱(2) (0. 1克,0. 292毫摩尔)。将反应混合物保持在维持在100°C的油浴中。定期 地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应5小时后测得69. 1%的挥发物含 量。
[0141] 实施例2:将八甲基环四硅氧烷(100克,0. 3365摩尔)和六甲基二硅氧烷(0. 82 克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮 杂磷川碱(2) (0. 4克,1. 168毫摩尔)。将反应混合物保持在维持在100°C的油浴中。定期 地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应2小时后测得16. 2%的挥发物含 量。
[0142] 实施例3:将八甲基环四硅氧烷(100克,0. 3365摩尔)和六甲基二硅氧烷(0. 82 克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入催化剂甲基取代的氮杂 磷川碱(2) (0. 4克,1. 85毫摩尔)。将反应混合物保持在维持在100°C的油浴中。定期地取 样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应4小时后测得51%的挥发物含量。
[0143] 实施例4:将八甲基环四硅氧烷(20克,0. 067摩尔)、硅醇封端的聚(二甲基硅氧 烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底 烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮杂磷川碱(2) (0. 4克,1. 16毫摩尔)。将反应混合物 保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。 反应1小时后测得14%的挥发物含量。
[0144] 实施例5:将八甲基环四硅氧烷(20克,0. 067摩尔)、硅醇封端的聚(二甲基硅氧 烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底 烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮杂磷川碱(2) (0. 1克,0. 29毫摩尔)。将反应混合物 保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。 反应3小时后测得20%的挥发物含量。
[0145] 实施例6:将八甲基环四硅氧烷(20克,0. 067摩尔)、硅醇封端的聚(二甲基硅氧 烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆 底烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮杂磷川碱(2) (0. 05克,0. 145毫摩尔)。将反应混 合物保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程 度。反应3小时后测得30%的挥发物含量。
[0146] 实施例7:将八甲基环四硅氧烷(20克,0. 067摩尔)、硅醇封端的聚(二甲基硅氧 烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底 烧瓶中。加入催化剂异丁基取代的氮杂磷川碱(2) (0. 025克,0. 0725毫摩尔)。将反应混 合物保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程 度。反应4小时后测得28%的挥发物含量。
[0147] 实施例8:将八甲基环四硅氧烷(100克,0.3355摩尔)和二乙烯基四甲基二硅氧 烷(0. 89克,4. 77毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入催化剂异丁基 取代的氮杂磷川碱(2) (0. 25克,0. 725毫摩尔)。将反应混合物保持在维持在100°C的油浴 中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应6小时后测得13. 1%的 挥发物含量。
[0148] 实施例9 :将硅醇封端的聚(二甲基硅氧烷)(93克)和甲基封端的聚(二甲基硅 氧烷)(粘度-lOOcst,11. 0克)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入催化剂异 丁基取代的氮杂磷川碱(2) (0. 4克,1. 16毫摩尔)。将反应混合物保持在维持在100°C的油 浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应1小时后测得12. 3% 的挥发物含量。
[0149] 实施例10 (比较例):将八甲基环四硅氧烷(100克,0· 3365摩尔)和六甲基二硅 氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入0.4重量% 的碱型催化剂。将反应混合物保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥 发物含量以监测反应的程度。反应5小时后测得18. 6%的挥发物含量。
[0150] 实施例11 (比较例):将八甲基环四硅氧烷(100克,0· 3365摩尔)和六甲基二硅 氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式冷凝器的圆底烧瓶中。加入0.4重量% 的酸型催化剂。将反应混合物保持在维持在l〇〇°C的油浴中。定期地取样并记录样品的挥 发物含量以监测反应的程度。反应4小时后测得11. 6%的挥发物含量。
[0151] 实施例12(比较例):将八甲基环四硅氧烷(20克,0.067摩尔)、硅醇封端的聚 (二甲基硅氧烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式 冷凝器的圆底烧瓶中。加入〇. 4重量%的碱型催化剂且将反应混合物保持在维持在KKTC 的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应3小时后测得 9. 8 %的挥发物含量。
[0152] 实施例13(比较例):将八甲基环四硅氧烷(20克,0.067摩尔)、硅醇封端的聚 (二甲基硅氧烷)(80克)和六甲基二硅氧烷(0.82克,5. 03毫摩尔)加入到配备有水冷式 冷凝器的圆底烧瓶中。加入〇. 4重量%的酸型催化剂且将反应混合物保持在维持在KKTC 的油浴中。定期地取样并记录样品的挥发物含量以监测反应的程度。反应3小时后测得 13. 7 %的挥发物含量。
[0153] 表1示出上述反应的各方面。
[0154] 表1 :硅氧烷的开环聚合
[0155]
[0156]
[0157] 使用氮杂磷川碱催化剂聚合在2-4小时达到平衡,而使用酸或碱型催化剂的反应 在相同的催化剂加入量下则需要3-5小时达到平衡。这表明使用氮杂磷川碱作为催化剂在 某些情况下循环时间可以降低几乎两倍。使用各催化剂聚合后的挥发物含量分别为使用酸 型催化剂的为11. 6%至13. 7%,使用碱型催化剂的为9. 8%至18. 63%,和使用氮杂磷川碱 催化剂的为12. 3%至69. 1%。表1还显示,当使用氮杂磷川碱材料作为催化剂时,可使用 显著较低的催化剂加入量成功地进行聚合反应。
[0158] 以含有硅醇的聚(二甲基硅氧烷)、八甲基环四硅氧烷和六甲基二硅氧烷作为原 料,当使用氮杂磷川碱作为催化剂在催化剂加入量为〇. 4重量%时,在1小时达到平衡。而 使用酸型催化剂则在2. 5小时达到平衡和使用碱型催化剂则在3小时达到平衡。
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