专利名称：高固含量的带有甲硅烷基端基的聚合物分散体、其生产方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含水和至少60重量％有机聚合物的聚合物分散体，所述有机聚合物具有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和的亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
本发明还涉及一种组合物，该组合物含有至少具有一个通式I的基团的有机聚合物和至少一种其它的有机聚合物或由二种或多种其它有机聚合物组成的混合物。
硅烷端基湿固化型单组分聚氨酯组合物作为柔性涂层、密封胶和粘合剂组合物在建筑业和汽车工业中得到愈来愈广泛的应用。在这些应用中对延展性、粘附性和固化速度提出了更高要求。此外这类硅烷端基聚合物经常具有疏水性，由此生产的密封胶、涂料或粘合剂组合物具有优良的耐水性和耐热性。
现有技术中对烷氧基硅烷端基聚合物已是很熟悉，它用于柔性密封胶、涂料和粘合剂组合物。
例如，EP-B0549629公开了一种带有烷氧基硅烷端基、湿固化型单组分聚氨酯，如用它作为堵缝组合物。已公开的化合物即使在较长时间放置后仍会很快地结皮和无粘性。它的缺点是，由于它的活性终端基团必须在没有湿气情况下放置和放置一较长时间后其性能有发生不可逆变的危险性。
为了补救此缺点，进行了多次试验以生产硅烷端基的聚合物。例如，DE-A3637836公开了一种聚硅氧烷水分散体，它由一种OH-端基聚二有机硅氧烷、有机金属化合物和一种聚硅氧烷获得。上述产品的固化时间至少要1天。而具有至少一个通式为-A-Si(Z)n(OH)3-n的基团的聚合物，在所述文件中并没有被公开。
DE-C4215648涉及一种烷氧基硅烷端封的聚合物的分散体，在聚合物链中具有能生成盐的氨基。分散体的固含量不超过41重量％。如果该分散体用于粘结有吸收能力的材料时，如此高的水分对基材产生很重的水负担。要用它粘结纸张，它可以导致材料形状变化，而这是不希望有的结果。
WO91/08244涉及一种含有由烷氧基硅烷基为端基的聚氨酯的石造建筑防腐剂。所述分散体的聚合物含量很低，其含量为5和30重量％之间。该分散体的pH值为≥10。所述的分散体既不能用作生产受力的表面涂层组合物，也不能用作密封胶或粘合剂。
DE-US2558653涉及一种含甲硅醇的聚氨酯分散体。所述的聚氨酯具有可水解的或已水解的甲硅烷端基基团并在聚合物的骨架中具有促使溶解或乳化的基团，特别是羧基团。所述的分散体含有小于约40重量％的聚合物。所述的聚合物除了含有促使溶解的基团外，还必须含有脲基团，它们是通过含有异氰酸酯端基基团的预聚合物在水中的链延长生成的。在高的硅氧烷含量时，所述的化合物能生成大量凝结物，而且耐水性很差。
现有技术中熟悉的甲硅醇端基的聚氨酯分散体的问题都是由于固含量太低造成的。这样低的固含量带来了一系列的缺点。本发明的目的是提供一种消除这些缺点的聚合物分散体。本发明的解决方案是提供一种聚合物分散体，它含有水和一种带有至少一个通式-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)基团的有机聚合物，其含量至少为60重量％。
本发明提供一种含有水和至少60重量％有机聚合物的聚合物分散体，所述有机聚合物具有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和的亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基或一个含有约1至约20个Si原子的用烷基、环烷基或芳基取代的硅氧烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
藉助合适的方法在水中可分散的所有有机聚合物都适合作为具有至少一个通式I基团的有机聚合物。在一个本发明优选的实施方式中，根据本发明的组合物含有由下列聚合物组成的组中选择一种聚合物作为有机聚合物，这些聚合物是聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯酯、乙烯/α-烯烃共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物、苯乙烯/丙烯腈共聚物、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物，或由二种或多种上述聚合物组成的混合物。
上述的聚合物可以尽可能配有促使溶解的基团，即在水中能离解的基团。然而，在一个本发明的优选实施方式中，有机聚合物或不具有在水中离解的基团或在这些基团存在时，在本发明的聚合物分散体中选择条件使在水中可离解的基团只有少量以离解形式存在。
“在水中可离解的基团”在本专利文件中可理解为在一酸性溶液、中性溶液、碱性溶液中离解成一个阳离子和一个阴离子的官能团。
在本发明一个优选的实施方式中，使用聚氨酯作为有机聚合物。合适的聚氨酯是应用下述基料生产的a)至少一种聚异氰酸酯；b)至少一种多元醇；c)至少一种通式II的烷氧基硅烷X-A-Si(Z)n(OR)3-n(II)其中X为带有至少一个异氰酸酯活性官能团的残基，如至少一个OH、SH、NH、或COOH基团或至少一个OH活性基团，如至少一个羧基、酐、NCO或环氧乙烷基团，或由二个或多个上述基团组成的混合基团；A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或一个带约7至19个碳原子的亚芳基亚烷基或一个含有约1至约20个Si原子的用烷基、环烷基或芳基取代的硅氧烷基；Z为CH3、O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和烷基或烷氧基，R为CH3或一个含有2至约12个碳原子的直链或支链的、饱和的或不饱和的烷基，和n为0、1或2。
必要时可以附加地使用小于聚氨酯总重量的20重量％链延长剂(基料d)。
适宜的异氰酸酯(基料a)是任意的有机化合物，它平均具有大于一个，特别是二个异氰酸酯基团。
优选使用二异氰酸酯Q(NCO)2，此处Q为一个脂肪族的选择性取代的具有4至约12个碳原子的烃基、一个选择性取代的具有6至约15个碳原子的脂环族烃基，一个选择性取代的具有6至约15个碳原子芳香族的烃基或一个选择性取代的具有7至15个碳原子芳脂族的烃基。二异氰酸酯是如四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、十二亚甲基二异氰酸酯、二聚脂肪酸二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、1-异氰酸酯-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯-甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯，IPDI)、4，4′-二异氰酸酯二环己基甲烷、2，2-双(4，4′-二异氰酸酯-二环己烷)丙烷、1，3-和1，4-二异氰酸酯-苯、2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(2，4或2，6TDI)或它的混合物、2，2′-，2，4-或4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、四亚甲基苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)、对苯二甲基二异氰酸酯，和由它们的组成的混合物。
优选的脂族二异氰酸酯，特别是间和对四甲基-苯二甲基二异氰酸酯(TMXDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
自然地也可应用在聚氨酯化学中熟悉的多官能团的聚异氰酸酯或部分地应用已知的常规改性的聚异氰酸酯如含有碳化二亚胺基、脲基甲酸酯基、异氰酸酯基、氨酯基或缩二脲基的聚异氰酸酯。
适宜作为基料(b)的有OH端基多元醇或多元醇混合物，它们在聚氨酯生产中经常被应用，专业技术人员对它们都很熟悉。在本发明范围内可使用由聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚醚酯多元醇、聚亚烷基二醇、聚碳酸酯、或聚缩醛族中每个均带有2，3，4或多个OH基的多元醇，或由二个或多个上述多元醇组成的混合物。
现有技术对上述的多元醇和它的生产方法都是很熟悉的。例如聚酯多元醇通过二元羧酸与二醇或更高的多元醇或由二醇和更高的多元醇组成的混合物或过量的二醇或更高的多元醇或其混合物反应生成和通过环酯的开环，如环状脂肪酸酯与醇发生开环反应而获得。如由ε-己内酯和二醇或更高的多元醇生产的聚己内酯二醇也适合作为聚酯多元醇。在本发明范围内也可使用聚酯多元醇，它由低分子量的二羧酸如琥珀酸、戊二酸、己二酸、间苯二甲酸、对苯二酸或苯二酸，或由二种或多种上述酸组成的混合物与过量的一种含有约2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和脂族二醇反应而获得。必要时在生产聚酯多元醇中也可以具有一小部分的高价醇，如甘油、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、季戊四醇或糖醇如山梨醇、甘露糖醇或葡萄糖。
在酸性催化剂参与下，甲醛和二醇或多元醇或它们的混合物的缩聚反应产物可以作为聚缩醛。
聚亚烷基二醇如聚丁二醇是商品市场上可得到的产品，这些产品可以是不同分子量的产品。在本发明中，例如，它们适于作为多元醇成分用于本发明分散体中使用的聚氨酯的制备。
通过环氧烷如环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷，或由二个或多个上述化合物组成的混合物的均聚、共聚或嵌段聚合作用，或通过聚亚烷二醇与二官能团或三官能团的醇的转化反应获得聚醚多元醇。同样适合的是环状醚，如四氢呋喃与相应的醇作为起始分子的聚合开环产物。如果使用酯化合物如低聚酯或聚酯的酸化合物作为起始分子时，这样可得到聚醚酯，它不仅具有醚而且也有酯基团。所述的化合物也可以在生产聚氨酯时用作多元醇组分，就如它们在本发明范围内在根据本发明的分散体中被使用的那样。
在本发明优选的实施形式中，在生产聚氨酯时使用烷氧基化产物，特别是二官能团或三官能团的醇的乙氧基化产物或丙氧基化产物作为聚醚多元醇。从由甘醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙二醇、二丙二醇、丁二醇、己二醇和辛二醇的同分异构体，含有14至22个碳原子的羟基脂肪醇的工业混合物，优选羟基十八烷基醇、三羟甲基丙烷或甘油或由二个或多个上述醇类组成的混合物中选择一些醇作为二官能团或三官能团醇。
在本发明另一个优选的实施形式中，为了生产聚氨酯使用平均分子量的范围为约300至约80000，优选约1000至约40000的多元醇。如应用OH端基的直链多元醇，即由二个或多个多元醇组成的混合物，它们至少部分含有分子量为约2000至30000的聚丙二醇，则会使本发明的分散体具有良好的性能。
在一个本发明优选的实施形式中，为了生产聚氨酯使用的OH端基多元醇含有平均分子量范围为约2000至约40000的聚丙二醇，其含量大于混合多元醇总量的50重量％，优选大于70重量％。在本发明的另一个实施形式中，可使用含不同分子量的各种的聚丙二醇混合物。
除了上述的多元醇可以作为基料b)以外，部分地还可优选少量的直链或支链、饱和的或不饱和的单官能团的脂肪醇，优选甲醇，乙醇，丙醇的、丁醇的或己醇的同分异构体和含有8至约22个碳原子的脂肪醇，如辛醇、癸醇、十二(碳)烷醇、十四烷醇、十六烷醇或十八烷醇。上述的脂肪醇是如通过天然的脂肪酸还原得到的，它不仅可使用纯物质也可使用工业混合物。例如直链一元醇和尤其含有约4至约18个碳原子的醇是非常适合的。代替直链的或支链的脂肪醇或在与它们的混合物中，可以使用不同分子量优选分子量范围为约1000至约2000的单烷基聚醚醇。
同样地还可使用多价醇作为基料b)，例如通过脂肪酸的二聚物或低聚物或它们的酯的氢化作用可以获得。蓖麻油、带有C1-4烷基醇、开环的、环氧化的油脂或油、C12-18-脂肪酸二乙醇酰胺、脂族的C8-22-脂肪酸的单甘油酯、聚丙二醇或带OH端基的聚硅氧烷，或由二种或多种上述化合物组成的混合物也是可以使用的。
按照DE1768313的方法通过脂肪酸二聚物或低聚物或它们酯的氢化作用生产多价醇。合适的起始物质包括一价或多价，一元或多元不饱和脂肪酸或它们酯的聚合产物，或由二种或多种上述聚合产物组成的混合物。在需要时，这些起始材料可以含有饱和组分和不饱和组分，如由油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸、反油酸或芥子酸的聚合产物或由上述脂肪酸和优选低脂肪族醇(C1-4-醇)生产出酯的聚合产物或由油脂或油如牛脂、橄榄油、向日葵油、豆油或棉子油获得的混合脂肪酸的聚合产物。在根据已知方法进行聚合作用的过程中和过程后，根据所选择的反应条件不同，除了组成二聚物外，还可生成不同量的单聚物或低聚物脂肪酸或脂肪酸酯。如果聚合产物含有较大量的单体脂肪酸或它们的酯时，必要时应适当地在氢化作用后首先分离作为醇类单体组分的馏出物。二聚物或低聚物的脂肪酸和它们酯的氢化作用在有含铜或含锌的催化剂参与下，在一般连续工作的带有循环气体系统的加压氢化器具中进行。
由高含量的不饱和脂肪酸组分的油脂或油，如橄榄油、豆油或向日葵油按已知方法生产含有C1-4-烷基醇开环的环氧化的油脂或油。为此，根据DE-PS857364中的方法，油脂或油在酸性催化剂参与下通过与过乙酸的转化反应或与由甲酸和过氧化氢生成的过甲酸发生环氧化反应。随后环氧化油脂或油的环氧乙烷环被低分子量的醇，如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇打开环，同时形成OH-基团。
通过C12-18脂肪酸，如月桂酸、肉豆蔻酸、椰油酸或油酸与二乙醇胺反应可生产C12-18脂肪酸二乙醇酰胺(见Kirk-Othmer“Encyclopaedia ofChemical Technology”，22期，373-376页，John Wiley和Sons，New York(1983))和通过油脂或油与甘油，如月桂酸-、椰油酸-、硬脂酸-、油酸-或牛脂酸单甘油酯反应可生产C8-22-脂肪酸的单甘油酯(见Kirk-Othmer“Encyclopaedia of Chemical Technology”，22期，367-368页，John Wiley和Sons，New York(1983))，它们是商业一般产品，同样可作为组分b，或至少作为它们的组分，在生产聚氨酯时可应用。带有OH端基的聚硅氧烷可由如Wacker公司和聚丙二醇可由如Dow Chemicals公司提供。
在本发明的范围内，为了生产聚氨酯，作为基料d)适宜使用的链延长剂有多价醇如乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇、山梨醇、甘露糖醇或葡萄糖。低分子量聚酯二醇，如琥珀酸-、戊二酸-或己二酸-双-(羟乙基)-酯，或由二个或多个上述化合物组成的混合物，或低分子量的具有醚基团的二元醇，如二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇或四丙二醇也可以额外地作为基料d)应用。同样适合的还有胺类，如乙二胺、六亚甲基二胺、胍嗪、2，5-二甲基哌嗪，1-氨基-3-氨基甲基-3，5，5-三甲基环己烷(异佛尔酮的胺，IPDA)，4，4′-二胺基二环己基甲烷、1，4-二胺基环己烷、1，2-二胺基丙烷、肼、水合肼、氨基酸酰肼、如2-氨基醋酸酰肼或双酰肼如琥珀酸双酰肼。不具有叔氮的胺型或肼型基料d)，为了生产聚氨酯也可以使用保护的形式，即相应的酮亚胺、酮连氮或胺盐形式。噁唑烷构成掩蔽二胺可用于生产聚氨酯。从异氰酸酯-聚加成反应意义来说，共同应用少量的三-或多官能团化合物是为了有可能达到某种支链度，就如为了同一目的也可共同应用三-或多官能团的聚异氰酸酯。一价的醇类如正丁醇或正十二碳烷醇和十八烷醇可以另外少量地作为基料b)的组分一起使用。
在作为基料c)使用的结构式II的烷氧基硅烷中X为一残基，它具有至少一个OH、SH、NH2或酐基。在一个本发明的优选实施形式中，X为OH、SH、H2N-(CH2)2-NH、(HO-C2H4)2N或NH2，A为CH2、CH2-CH2或CH2-CH2-CH2，Z为-CH3或-CH2-CH3和R为-CH3、-CH2-CH3或-CH2-CH2-CH3。变数n在一个本发明的优选实施形式中为0或1。
在合适作为基料c)的起始材料中有如H2N-(CH2)3-Si(O-CH2-CH3)3、HO-CH(CH3)-CH2-Si(OCH3)3、HO-(CH2)3-Si(O-CH3)3、HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-Si(OCH3)、(HO-C2H4)2-N(CH2)3-Si(O-CH3)3、HO-(C2H4-O)3-C2H4-N(CH3)-(CH2)3-Si(O-C4H9)3、H2N-CH2-C6H4-CH2-CH2-Si(O-CH3)3、HS-(CH2)3-Si(O-CH3)3、H2N-(CH2)3-NH-(CH2)3-Si(OCH3)3、H2N-CH2-CH2-NH-(CH2)2-Si(O-CH3)3、H2N-(CH2)2-NH-(CH2)3-Si(OCH3)3、HO-CH(C2H5)-CH2-Si(OC2H5)3、HO-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、HO-CH2-CH2-O-CH2-Si(OC2H5)3、(HO-C2H4)2-N-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、H2N-CH2-C6H4-CH2-CH2-Si(O-C2H5)3、HS-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、H2N-(CH2)3-NH-(CH2)3-Si(OC2H5)3、H2N-CH2-CH2-NH-(CH2)2-Si(O-C2H5)3、H2N-(CH2)2-NH-(CH2)3-Si(OC2H5)3。
在一有机的、与水能混合的惰性溶剂存在下，如丙酮或N-甲基吡咯烷酮，可以进行基料a)的反应。一般将聚氨酯转移至水相，即分散后，所述溶剂被蒸馏除去。在生产聚氨酯时没有溶剂是有利的。
为此，首先基料a)与基料b)(多元醇组分)反应生成一个带NCO端基的聚氨酯-预聚物。接着所有的或只有一部分预聚合物的NCO基团与烷氧基硅烷基料c)反应。再后将含烷氧基硅烷端基的和也许同时有自由的NCO基的聚氨酯-预聚物通过加水，必要时还可以附加一种使链增长的链延长剂，转移到水相中。在第一阶段中反应温度一般在约5至约160℃，优选在约50至约120℃。预聚物与烷氧基硅烷的反应在约50℃至约120℃下进行。为了输送烷氧基硅烷端基聚氨酯进入含水的分散体，优选在聚氨酯或水中应具有一乳化剂或由二种或多种乳化剂组成的混合物。此处可应用阴离子的、阳离子的、非离子的或两性的乳化剂或由二种或多种乳化剂组成的混合物。阴离子的乳化剂是如烷基硫酸酯，特别是长链中含有约8至约18个碳原子的烷基硫酸酯，在疏水残基中含有约8至约18个碳原子和含1至约40环氧乙烷(EO)单元或环氧丙烷(PO)单元的烷基硫酸酯和烷芳基醚硫酸酯或它们的混合物。在分子亲水性部分包括，磺酸盐，特别是含约8至约18个碳原子的烷基磺酸盐、含约8至约18个碳原子的烷芳基磺酸盐、牛磺酸、磺基琥珀酸与一价醇或含4至约15个碳原子的烷基酚的酯或单酯，它们在必要时可有1至约40个EO单元，羧酸碱金属盐和羧酸铵盐，如脂肪酸的或含有约8至约32个碳原子的树脂酸的或它们的混合物的碱金属盐和铵盐、磷酸部分酯和它的碱金属盐和铵盐。
在本发明的优选实施形式中，作为阴离子乳化剂使用的有在有机残基中含约8至约22个碳原子的烷基磷酸酯和烷芳基磷酸酯、在烷基或烷芳基残基中含有约8至约22个碳原子和1至约40个EO单元的烷基醚或烷芳基醚磷酸酯。
作为非离子乳化剂的有聚乙烯醇，它还含有有5至约50％，如约8至约20％醋酸酯单元和约200至约5000聚合度的聚乙烯醇；烷基聚甘醇醚，优选含有约8至约40个EO单元和含约8至20个碳原子的烷基残基的烷基聚甘醇醚；烷基芳基聚甘醇醚，优选在烷基或芳基残基中含有约8至约40个EO单元和约8至约20个碳原子的烷芳基聚甘醇醚；环氧乙烷/环氧丙烷(EO/PO)-嵌段共聚物；带有含约8至约22个碳原子的烷基残基的烷基胺与环氧乙烷或环氧丙烷的加成产物；含有约6至约32个碳原子的脂肪酸和树脂酸；含有平均约8至约24个碳原子和平均含有约1至约10己糖单元或戊糖单元的低聚糖苷残基的直链或支链、饱和或不饱和烷基残基的烷基聚糖苷或由二个或多个上述化合物组成的混合物；天然物质和它们的衍生物，如卵磷脂、羊毛脂、肌氨酸、纤维素、纤维素烷基醚和羧基烷基纤维素，它们的烷基团每个均具有1至约4个碳原子；含有极性基团的直链有机(聚)硅氧烷，特别是含小于约24个碳原子和小于约40个EO-或PO基团的烷氧基团。
阳离子乳化剂是如含8至约24个碳原子的伯-、仲-、叔脂肪胺与醋酸、硫酸、盐酸或磷酸生成的盐类；烷基季铵盐和烷基苯季铵盐、优选含约6至约24个碳原子的烷基团的、优选卤化物、硫酸盐、磷酸盐或醋酸盐，或由二种或多种上述盐组成的混合物；烷基吡啶盐、烷基味唑啉盐或烷基噁唑啉盐，优选烷基链含有最高约18个碳原子，如卤化物、硫酸盐、磷酸盐或醋酸盐或由二种或多种上述盐组成的混合物。
两性的乳化剂是如具有长链取代基氨基酸，如N-烷基-二(氨基乙基)甘氨酸或N-烷基-2-氨基丙酸盐、甜菜碱，如带有C8-18酰基残基的N-(3-酰氨基丙基)-N，N-二甲基铵盐或烷基咪唑啉甜菜碱。
在一个本发明优选实施形式中使用以下的乳化剂碱金属盐，特别是C12-14-脂肪醇醚硫酸盐的Na盐、烷基酚醚硫酸盐，优选它们的碱金属盐或NH4盐、正十二烷基硫酸钠、二钾-油酸磺酸盐(C18)、正烷基-(C10C13)-苯磺酸钠、乙基己基硫酸钠、月桂基硫酸铵盐(C8-14)、月桂基硫酸钠(C12-14)、月桂基硫酸钠(C12-16)、月桂基硫酸钠(C12-18)、十六烷基十八烷基硫酸钠(C16-18)、油十六烷基硫酸钠(C16-18)、壬基苯酚乙氧基化物、辛基苯酚乙氧基化物、C12-14-脂肪醇乙氧基化物、油十六烷基乙氧基化物、C16-18-脂肪醇乙氧基、十六烷基硬脂酰乙氧基、乙氧基化的甘油三酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单油酯、山梨糖醇酐-20EO-单油酸酯、山梨糖醇酐-20EO-单硬脂酸酯、磺基琥珀酸单酯-二-钠盐、脂肪醇磺基琥珀酸盐-二钠盐、二烷基磺基琥珀酸-Na盐或二-Na-磺基琥珀酸盐或由二种或多种上述盐组成的混合物。同样地可利用的还有阴离子或非离子表面活性剂组成的混合物、混合的非离子表面活性剂、烷基芳基醚磷酸盐和它的酸酯、二羟基硬脂酸-NH4盐、异二十烷醇、芳基聚二醇醚、丙三醇单硬脂酸酯。
在本发明的另一个优选的实施形式中，使用一种聚酯或一聚碳酸酯作为有机聚合物。带有分子量至少约200克/摩尔的所有聚酯或聚碳酸酯均适合作为聚酯或/和为聚碳酸酯。专业人员均熟悉生产聚酯和聚碳酸酯的方法。
在本发明的一个优选的实施形式中，聚酯或由二种或多种聚酯组成的混合物或由一种或多种聚酯和一种聚醚组成的混合物或由二种或多种聚醚组成的混合物可作为有机聚合物。合适的聚酯可以通过携带有OH基的聚酯多元醇与合适的官能基团化的通式III的烷氧基硅烷化合物，Y-A-Si(Z)n(OR)3-n(III)反应生成，其中Y为带有至少一个OH基活性官能团，如至少一个NCO基、卤化物基、环氧乙烷基、酸酐基或酰卤基的基团，A、Z、R和n如上述定义。
合适的聚酯多元醇是通过二羧酸与二醇或更高的多元醇或二醇和更高的多元醇组成的混合物或过量的二醇或更高的多元醇或它们的混合物发生反应而得到，也可通过环氧化的酯，如环氧化的脂肪酸酯与醇发生开环反应而得到。聚己内酯二醇也适合作为聚酯多元醇，它可由ε-己内酯和二醇或更高的多元醇反应得到。在本发明的范围内，可以使用聚酯多元醇、它由低分子量的二羧酸，如琥珀酸、戊二酸、己二酸、异苯二酸、对苯二酸或苯二酸，或由二种或多种上述化合物组成的混合物与过量的直链或支链、饱和的或不饱和的脂肪族的含有约2至约12个碳原子的二醇反应得到。在生产聚酯多元醇的过程中，必要时可使用一小部分高价的醇类，如丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟乙基丙烷、季戊四醇或糖醇、如山梨醇、甘露糖醇或葡萄糖。
在本发明的一个优选实施形式范围中，合适的聚酯多元醇主要是直链的和具有分子量为约1000至约50000和OH值为约10至约200例如约20至约80。合适的在商品市场可买到的聚酯多元醇有Desmophen-2020-E、Desmophen-C-200、Baycoll-AD-2052(生产厂BayeAG)或Ravecarb-106或107(生产厂Fa.Enichem)，或由二种或多种上述化合物组成的混合物。
合适的通式III的烷氧基硅烷化合物是如Cl-(CH2)3-Si(O-CH2-CH3)3、Cl-CH(CH3)-CH2-Si(OCH3)3、Cl-(CH2)3-Si(O-CH3)3、Cl-CH2-CH2-O-CH2-CH2-Si(OCH3)、(OCN-C2H4)2N-(CH2)3-Si(O-CH3)3、OCN-(C2H4-O)3-C2H4-N(CH3)-(CH2)3-Si(O-C4H9)3、Br-CH2-C6H4-CH2-CH2-Si(O-CH3)3、Br-(CH2)3-Si(O-CH3)3、Cl-CH(C2H5)-CH2-Si(OC2H5)3、Cl-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、Br-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、OCN-(CH2)3-Si(O-C2H5)3、Cl-CH2-CH2-O-CH2-Si(OC2H5)3、(OCN-C2H4)2-N-(CH2)3-Si(O-C2H5)3或Cl-CH2-C6H4-CH2-CH2-Si(O-C2H5)3或在适当的位置上具有一个环氧乙烷基或酐基的化合物如(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)丁二酸酐。
同样地相应通式III的烷氧基硅烷化合物也是适宜的，它们具有大于一个与OH基相对应的活性官能团，如OCN-CH2-CH(NCO)-(CH2)3-Si(O-CH2-CH3)3、OCN-CH-(CH2NCO)-CH2-Si(OCH3)3、Cl-CH2-CH(Cl)-(CH2)3-Si(O-CH2-CH3)3、Cl-CH-(CH2Cl)-CH2-Si(OCH3)3、Cl-CH2-CH(Cl)-CH2-CH2-O-CH2-CH2-Si(OCH3)、(Cl-C2H4)2N-(CH2)3-Si(O-CH3)3、Cl-CH(C2H4Cl)-CH2-Si(OC2H5)3或在适当的位置上具有一个环氧乙烷基或酐基的化合物。
在本发明的一个优选实施形式中，含硅烷基的聚碳酸酯或聚酯通过在水中分散进入根据本发明的分散体中。如果聚酯或聚碳酸酯没有在水中离解的基团，那它们就不溶解或“自分散”，如果在水中存在上述乳化剂中的一种乳化剂或由二个或多个上述乳化剂组成的混合物时，那是很有利的。
在另一个优选实施形式中，使用聚醚作为有机聚合物。在本发明范围中适宜的聚醚是合适的起始化合物的环氧烷(EDA)加合物，如水、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇、1，2，6-己三醇、1，1，1-三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘露糖醇或葡萄糖或更高的多糖。在本发明的优选实施形式中使用的聚醚，它通过环氧乙烷或环氧丙烷或它的混合物与已提及的起始化合物发生聚加成反应制得，特别是环氧丙烷的加合物。合适的聚醚已在EP-B0184829的文件中说明过，已公开的内容也是本文件的组成部分。
在本发明的一个优选实施形式中聚醚具有分子量约300至约80000。在本发明的一个优选实施形式中使用的聚醚，其粘度(23℃，型号为DVU-E，转轴9)为约0.5至约30 Pa.s，pH值为约5至约9。在约0℃至约80℃的温度范围内优选使用的聚醚其粘度为约0.1至约120Pa.s。
硅烷端基的聚醚相应地通过聚醚多元醇与合适的官能化的硅烷反应获得。合适的硅烷是如已经提及的通式III的烷氧基硅烷化合物。在市场上可以买到Kaneka公司生产的商品名称为MS Polmer的硅烷端基的聚醚。
同样地在本发明的范围中，含氨基(如Jeffamine)和甲硅烷基的聚醚也是合适的，它们具有约2至约6个官能基团和分子量为约500至约50000，如约1000至约20000。
在本发明的另一个优选实施形式中使用聚酰胺作为有机聚合物。按已知的方法通过二羧酸与二胺的反应获得聚酰胺。适宜的二羧酸就是在本发明的文件中已经提及的用于生产聚酯合适的二羧酸，特别是二聚物脂肪酸。在本发明的一种优选实施方式中使用的聚酰胺，它们通过二聚物脂肪酸或它们的烷基酯与含有1至约6个碳原子的醇和亚烷基二胺，特别是含2至约10个碳原子的亚烷基二胺的反应获得。
含有相应烷氧基硅烷基团的聚酰胺的器皿设备就似在前面聚醚或聚酯生产中叙述过的设备。
在本发明的一个优选实施形式中，使用聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯作为有机聚合物。用技术人员熟悉的方式和方法通过相应的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的自由基聚合作用获得聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯。合适的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯是如甲基酯、乙基酯、丙基酯、丁基酯、戊基酯、己基酯、庚基酯、辛基酯、壬基酯或癸基酯。烷氧基硅烷基进入有机聚合物可以是通过一合适的官能基化了的烷氧基硅烷被共聚进入聚合物链中，就如EP-A0818496中的说明，已公开的内容也是本文件中的组成部分。有机聚合物，在烷氧基硅烷基进入前有可能官能基团化，接着在一聚合物模拟反应中与一合适的官能基团化了的烷氧基硅烷，如一通式III的烷氧基硅烷发生反应。这样可能共聚合了所述有机聚合物中一定百分数的羟基官能基化了的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。为了这个目的合适的单体是如丙烯酸-或甲基丙烯酸的羟乙基-、羟丙基-、羟丁基-、羟戊基-、羟己基-、羟庚基或羟辛基酯。
同样地，接枝反应使聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯与甲硅烷基官能基团化。是适宜的在接枝反应中生成接枝聚合物。如果作为宏观引发剂和同时也可作为接枝基质的预生成的聚合物存在时，烯属不饱和的化合物进行自由基引发的反应获得接枝聚合物。引发反应可以在接枝基质的聚合物链上通过化学或过氧化物基或重氮基的热分解发生，也可通过射线的作用引发。
在本发明范围中作为含甲硅烷基的聚丙烯酸酯或聚甲基的烯酸酯使用的化合物具有分子量至少为约200，如至少约300或至少约500。在本发明的优选实施形式中，含甲硅烷基的聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯具有分子量小于约1000，它与本发明的文件中叙述过的携带甲硅烷基的一个或多个聚合物一起使用。
在本发明的范围内使用的聚烯烃是适宜的，如聚乙烯，它至少具有一个如二个或多个甲硅烷基。
特别适合作为烯烃的不饱和甲硅烷基衍生物是三烷氧基乙烯硅烷。
在根据本发明的制剂中，可以单独使用上述的携带甲硅烷基的聚合物或使用由二种或多种上述聚合物组成的混合物。
生产上述的有机聚合物分散体可以通过相应的聚合物在水中分散，直至达到所希望的固含量。在一定的体系中，如在丙烯酸酯-或甲基丙烯酸酯分散体中，同样有可能在乳液聚合或分散聚合中进行聚合物的生产，通过减少连续相提高最终分散体中固含量直至达到所希望的数值，即固含量至少具有60重量％。
其它合适的有机聚合物是如聚丁二烯，它可以通过丁二烯的聚合反应获得。含有烷氧基硅烷基的丁二烯的官能基团化可以通过在聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯中叙述的相应方法，如在接枝反应中进行。
在本发明的另一个优选实施形式中，作为有机聚合物使用的有脂肪物的衍生物，特别是脂肪酸酯，在前面已经说明过它们的情况。
在根据本发明的分散体中使用的含有甲硅烷基的脂肪物质是通过硅烷与不饱和的脂肪物质如野油菜油、豆油、亚麻油、野油等脂肪酸甲基酯的反应获得。相应的脂肪物质和生产方法已在DE-A4209325中作过说明，它也作为本文件的组成部分。此外含有甲硅烷基的脂肪物质可通过合适的官能基团化的脂肪物质如蓖麻油、马来酸酐(MSA)-接枝的三丙三醇酯或环氧化的三丙三醇酯与一适合的结构式II或III的官能基团化的化合物的反应获得。
在本发明的一个优选实施形式中使用聚硅氧烷作为有机聚合物。合适的聚硅氧烷是如在DE-A3637836或在DE-C19507416中说明过的聚合物，它所公开的内容也是本发明的组成部分。
根据本发明适合的，在商品中可获得的含硅烷基聚合物是Desmoseal LS 2237(生产厂Bayer公司)或WITTON WSP-725(生产厂Witton Chemical公司)KANEKAS203，KANEKA MAX 450、KANEKAMAX 500、HANSE(化学聚合物)ST50、HANSE(化学聚合物)OM53、WITTON627或WITTON725/80。
在本发明的一种优选实施形式中，根据本发明的分散体含有大于约60重量％的携带硅烷基的聚合物，如至少约65、至少约70、至少约75或至少约80重量％。在特殊情况中，携带硅烷基的聚合物含量可以超过上述数值，如至少约85或90重量％。
在本发明范围中，在根据本发明的分散体中可以单独使用上述有机聚合物。当然也可以在分散体中除了含有携带硅烷基的聚合物外，还可至少含有其它的有机聚合物或由二种或多种其它有机聚合物组成的混合物。与传统的聚合物分散体相比较，根据本发明的聚合物分散体的优点是，小组分的含烷氧基硅烷端基的聚合物已经使表面涂层、粘结层或密封层的耐水性有明显的改善。
因此本发明还涉及另一种聚合物分散体，它含有水和至少一个第一有机聚合物，该第一有机聚合物至少具有一个结构式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。此外该聚合物分散体还具有其它的有机聚合物或由二种或多种其它有机聚合物组成的混合物。
在一种本发明的优选实施形式中，从由已经在上面说明过的聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯酯、乙烯/α-烯烃共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物或乙烯/醋酸乙烯酯共聚物组成的组中选择一种聚合物作为第一有机聚合物。
在本发明的另一种优选实施形式中，在分散体中有机聚合物总组分至少为约60重量％。在本发明的一种优选实施形式中，含烷氧基硅烷端基的聚合物的组分至少为分散体中聚合物总量的约2重量％，但该组分可以更高，如至少为约5或约10重量％，至少约20重量％、至少约30重量％或至少约40重量％或更高。第一有机聚合物的组分为分散体中有机聚合物总量的约1至约99重量％。
根据本发明的分散体一般是在作为连续相的水中加入携带烷氧基硅烷基的有机聚合物获得，或在携带相应烷氧基硅烷基的有机聚合物或由二种或多种聚合物，其中至少有一个聚合物携带烷氧基硅烷基团组成的混合物中，加水获得。
在本发明的优选实施形式中，可以将携带有甲硅烷基的聚合物用于一种或多种水溶性的离子或非离子聚合物的混合物中。这些聚合物是如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和纤维素、可溶性淀粉和它的衍生物。合适的例子包括非离子纤维素醚，如甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟基丙基纤维素和相似物。此外纤维素衍生物可以是烷氧基化的，如其烷氧度为约0.05至100。
作为水溶性的淀粉衍生物适合的有全部的相应改性的天然淀粉，如土豆、玉米、小麦、大米做的淀粉和类似物，其中在土豆淀粉和/或小麦淀粉基础上的淀粉衍生物特别适宜。
同样，适宜的还有聚乙烯醇，选择性地与其它的烯属不饱和的单体如与醋酸乙烯醋一起共聚合。如果作为共聚单体的不溶于水的单体参与共聚合时，则在共聚合物中它的含量是受限制的，要使所生成的共聚物必须仍是水溶性的。
此外，水溶性的蛋白质也是适宜的，它们可通过含植物蛋白或动物蛋白的纤维的部分水解作用获得，其中特别适宜的是酪蛋白、大豆蛋白和它们的水溶性衍生物。
一般在水中加入携带烷氧基甲硅烷基的化合物，进行烷氧基甲硅烷基团基本上完全的水解生成羟甲硅烷基团。因此在根据本发明的分散体中没有或基本上没有任何烷氧基甲硅烷基团。如果合适，在分散体水解后少量彼此邻近的羟甲硅烷基进行缩合。这样的缩合可以在不同的聚合物分子的羟甲硅烷基团之间进行，也同样可以在相同的聚合物分子的羟甲硅烷基团之间进行。
不同的烷氧基硅烷基团的水解性质和缩合性质见“Silane CouplingAgents”，2版，Plenum出版社、New York、1991第55页，该文献资料也作为本发明文件的组成部分。
根据本发明的聚合物分散体除了上述组分外还附加含有一种或多种添加剂。
适合的添加剂的例子包括稳定剂、消泡剂、抗氧剂、光稳定剂、色素、分散剂、填料、低分子硅烷作为粘附促进剂、树脂、蜡、增粘剂、pH调节剂、增塑剂、着色剂、指示颜料、杀微生物剂和类似物。
适合的低分子量的硅烷有分子量小于约200的化合物，它具有一个或多个硅烷基团。低分子量的硅烷可以在预聚物在水中乳化前或在乳化后，以低分子硅烷乳化剂的形式加入到本发明的制剂中。
根据本发明的制剂可以含有小于约20重量％的一般增粘剂。适宜作为增粘剂是如树脂、萜烯低聚物、古马隆树脂/茚树脂、脂族石油化学树脂和改性的酚醛树脂。在本发明范围中适宜的还有烃树脂，它们通过萜烯，主要是a-蒎烯或b-蒎烯、二戊烯或宁烯的聚合作用获得。这种单体的聚合作用一般在Friedel-Crafts-催化剂引发下进行阳离子的聚合。萜烯和其它单体，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、异戊二烯和类似物组成的共聚物也可视作萜烯树脂。上述树脂也可应用作为压敏粘合剂和涂层材料的增粘剂。同样适宜的还有萜烯-酚醛树脂，它们通过苯酚在萜烯或松脂上的酸性催化加成获得。萜烯-酚醛树脂是在大多数的有机溶剂和油中溶解的，与其它的树脂、蜡和树胶是可以混合的。从上述意义来说松脂树脂和它的衍生物，如它们的酯或醇均适宜作为本基本上所有的无机酸和有机酸和碱均适宜作为pH调节剂，只要它们对根据本发明的聚合物分散体的稳定性不会有负面影响。如碳酸氢钠适宜用作调整碱性pH值(pH值＞7)，在本发明的优选实施形式中用对甲苯磺酸调整酸性(pH值＜7)。根据本发明的聚合物分散体必要时可含有pH调节剂的量约小于分散体总量约5重量％，如约0.05至约3重量％或约0.1至约2重量％。
适宜作为增塑剂的有酯类、如含1至12个碳原子的直链或支链醇的松香酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、苯甲酸酯、丁酸酯、醋酸酯、更高级的含约8至约44个碳原子脂肪酸酯、携带OH基或环氧化的脂肪酸酯、脂肪酸酯和脂肪、羟基乙酸酯、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、丙酸酯、癸二酸酯、磺酸酯、硫代丁酸酯、苯三酸酯、柠檬酸酯、在硝基纤维素和聚醋酸乙烯酯基础上的酯类，或由二种或多种上述化合物组成的混合物。特别适宜的是双官能团脂族的二羧酸的不对称酯，如含2-乙基己醇的己二酸单辛基酯的酯化产物(Edenol DOA，汉高生产，Dusseldorf)。
适宜作为增塑剂的还有单官能团、直链或支链C4-16醇的纯醚或混合醚或由二种或多种不同的上述醇的醚组成的混合物，如二辛基醚(作为Cetiol OE商品可以买到，由汉高公司生产，Dusselaorf)。
在本发明的一种优选的实施形式中，使用终端基团封闭的聚乙二醇作为增塑剂，如聚乙二醇-或聚丙二醇二-C1-4-烷基醚，特别是二甘醇或二丙二醇的二甲基-或二乙基醚，和由二个或多个上述化合物组成的混合物。
在本发明范围中适宜作为增塑剂的还有二氨酯，如通过含OH端基的二醇与单官能团的异氰酸酯的反应生成二氨酯，其中在计算用量时要将所有的自由OH基全部用完。必要时剩余的异氰酸酯可以在以后通过蒸馏从反应混合物中去除。另外一种生产二氨酯的方法是通过单官能团的醇与二异氰酸酯的反应获得，其中尽可能地将全部NCO基团用完。
为了在二醇基础上生产二氨酯可以使用含2至约22个碳原子的二醇，如乙二醇、丙二醇、1，2-丙二醇、二丁二醇、已二醇、辛二醇或含有14个碳原子的羟基脂肪醇的工业混合物，特别是烃基硬脂醇。优选直链二醇混合物，特别是含平均分子量(Mn)为约1000至约6000，用量为大于约50重量％，特别是大于约70重量％的聚丙二醇。最优选的是仅在丙二醇基础上的二氨酯，它是有相同的或不同的约1000至约4000平均分子量。所有的二醇混合物的自由OH基团基本上被与芳香族的或脂肪族的单异氰酸酯的混合物的反应所消耗。优选的单异氰酸酯是苯基异氰酸酯或亚苄基异氰酸酯或它的混合物。
为了生产在二异氰酸酯基础上的二氨酯使用芳香族的或脂肪族的二异氰酸酯或它的混合物，作为芳香族的或脂肪族的二异氰酸酯是已经在生产根据本发明的聚氨酯用的异氰酸酯，优选亚苄基二异氰酸酯(TDI)。二异氰酸酯的自由NCO基基本上完全与单官能团的醇反应，优选与直链单功能醇或由二种或多种不同的单功能的醇反应。特别适宜的是直链单功能团醇的混合物。适宜的单醇是如含1至约24个碳原子的单醇，如甲醇、乙醇、丙醇的位置异构物、丁醇、戊醇、已醇、庚醇、辛醇、癸醇或十二碳烷醇，特别是相应的1-羟基的化合物，和由二个或多个化合物组成的混合物。同样适宜的还有乙醇和终端基团封闭的聚亚烷基乙二醇醚的所谓“工业混合物”。特别适合的是醇混合物，它是平均分子量(Mn)为约200至约2000的聚丙二醇单烷基醚，其含量为大于醇混合物总量的约50重量％，优选大于约70重量％。最优选的是在二异氰酸酯基础上的二氨酯，它的自由NCO基团与平均分子量为约500至约2000的聚丙二醇单烷基醚完全反应。
根据本发明的制剂含有上述增塑剂的用量，应使制剂在分散时的粘度不高于约200000mPas(Brookfield RVT，Shindel 7，2.5转/分钟)，测粘度时的温度为约1℃至约140℃，特别在约20℃至约99℃，如在约23℃时。在本发明范围中所有在生产硅烷端基的聚合物所使用的基料均适合作为增塑剂。
此外根据本发明的制剂还含有小于约7重量％，特别是小于约5重量％的抗氧化剂。
再有根据本发明的制剂含有小于5重量％用于控制固化速度的催化剂。适宜作为催化剂的是有机金属化合物，如铁化合物或锡化合物，特别是铁的1，3-二羰基化合物或2价或4价锡的1，3-二羰基化合物，特别是Sn(II)-羧酸盐或二烷基-Sn(IV)-二羧酸酯或相应的二烷氧基盐、如二丁基锡二月桂酸酯、二丁基锡二乙酸盐、二辛基锡二乙酸盐、二丁基锡苹果酸盐、锡(II)辛酸盐、锡(II)酚盐或2价或4价锡的乙酰丙酮酸盐。
根据本发明的制剂可以含有最大到约30重量％，如最大至约20重量％的填料。适宜作为填料的是，如对异氰酸酯或硅烷惰性的无机化合物，如白垩、石灰粉、沉淀的硅酸、火成砾岩、沸石、皂土、矿物粉、玻璃球、玻璃粉、玻璃纤维(包括切断的玻璃纤维)、其它专业人员熟悉的无机填料和有机填料，特别是短纤维或人造中空球。必要时可以使用赋予制剂有触变性能的填料，如可膨胀的塑料，如PVC。
根据本发明的制剂可以含有小于约2重量％、优选约1重量％的UV-稳定剂。特别适宜作为UV-稳定剂的是称之谓“受阻胺光稳定剂(HALS)”。如果要使用UV-稳定剂，在本发明的范围中使用携带硅烷基的稳定剂，在交联或固化时加入到最终产品中。
在这方面特别适宜的是商品Lowilite 75、Lowilite 77(Great Lakes工厂，USA)。
在生产根据本发明的制剂时可以使用不同的方法。一般是要将携带甲硅烷基的聚合物，必要时与一种溶剂一起，在所希望用量的水中分散。
本发明还涉及生产根据权利要求1至6的聚合物分散体的方法，其特征在于，在生产聚合物分散体过程中或之后，在水中分散至少一种有机聚合物，必要时与其它有机聚合物一起，在水中分散，所述一种有机聚合物含有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和亚烷基或为一个含6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3、O-CH3或为一个含2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
如果携带甲硅烷基团的聚合物是一种聚氨酯，在本发明范围中优选首先将携带NCO基的预聚物在水中分散，接着相应的环氧硅烷或氨基硅烷在分散体中与预聚物反应。
根据本发明的聚合物分散体适宜应用于表面涂层、粘合剂和密封等领域。根据本发明的制剂特别适宜于作为压敏粘合剂、单面胶、双面胶、结构粘合剂、喷雾粘合剂、粘胶棒、密封胶，特别是堵缝胶，此外也可用作表面密封胶。
因此本发明的目的是提供一种聚合物分散体的应用，它可用于粘合剂、密封胶、表面涂层组合物、填料或用于生产模制件。
根据本发明的聚氨酯或根据本发明的制剂可用作为塑料、金属、镜子、玻璃、陶瓷、矿物基材、木材、皮革、纺织品、纸张、硬纸板和橡胶等材料的粘合剂，用它可粘结相同的二张材料或粘结任意二种材料。
在本发明的一种优选实施形式中，根据本发明的制剂可配制成喷雾粘合剂。为此根据本发明的制剂与一种合适的推进剂一起装入相应的喷射箱中。
在本发明的一个优选的实施方案中，根据本发明的制剂可以配制成粘胶棒。为此要在根据本发明的制剂中混入相应的增稠剂。适宜的增稠剂是如Carbopol 672(BF Goodrich)、Softisan Gel(Contensio)、Aerosil(Degussa)、Sipernat(Degussa)、Rilanit HT extra(汉高)、Rilanit spezmicro(汉高)、Cutina HR(汉高)、GENUVISCO Carrageen TPH-1(Hercules)、Klucel MF(Hercules)、Millithix 925(Milliken)、Rheolate 204(Rheox)、Disorbene LC(Roquette)、Disorbene M(Roquette)、Permutex RM4409(Stahl)、Stockosorb(Stockhausen)、FAVOR PAC 230(Stockhausen)、T5066(Stockhausen)、Wacker HDK H2000(Wacker)和Wacker HDKV15(Wacker)。
此外根据本发明的聚氨酯或根据本发明的制剂适宜作为塑料、金属、镜子、玻璃、陶瓷、矿物基材、木材、皮革、纺织品、纸张、硬纸板和橡胶等材料的密封胶，此外可用该密封胶粘合相同的二张材料或任意二种材料。
此外根据本发明的聚氨酯或根据本发明的制剂适宜作为塑料、金属、玻璃、陶瓷、矿物料、木材、皮革、纺织品、纸张、硬纸板和橡胶等材料表面的涂层组合物。
再有根据本发明的聚氨酯或根据本发明的制剂适宜作为生产任意立体模型的模制件。
根据本发明的聚氨酯或根据本发明的制剂用作木钉、孔洞或裂缝的填料。
本发明还提供应用一种根据本发明的聚合物分散体生产一种粘合剂、表面涂层组合物或一种密封胶。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。如无特殊说明，所有成分均是指重量％。配方实施例1甲硅烷基端基的聚氨酯 74％(通过89重量％Pluriol P4000(生产厂Bayer AG厂)、6.5重量％Desmodur T100(生产厂Bayer AG 工厂)、4.5重量％DynasylanAMMO(生产厂Sivento工厂)的反应制备乳化剂Disponil AAP432％(生产厂汉高)含1％碳酸钠的水 24％固含量 75％PH9.0类型在预聚物中加水生产温度25-35℃配方实施例2甲硅烷基端基的聚氨酯74％(通过95重量％Acclaim DP-8200(生产厂Arco Chemicals工厂)和5重量％Silquest Y-5187(生产厂WITCO工厂)的反应制备乳化剂Disponil AAP43 2％含有1％对甲苯磺酸的水24％
固含量 75％PH5.0类型在预聚物中加水生产温度45-50℃配方实施例3MS-PolymerKaneka-Silyl MAX45074％乳化剂Disponil AAP432％含1％对甲苯磺酸的水24％固含量 75％PH5.0类型在预聚物中加水生产温度30-40℃配方实施例4甲硅烷基端基的聚氨酯 74％(通过95重量％Acclaim DP-12200(生产厂Arco Chemicals 工厂)和5重量％Sigquest Y-5187的反应制备乳化剂Disponil AAP43 2％含1％P-甲苯磺酸的水24％固含量 75％所有乳化液的生产所选用的聚合物与乳化剂混合，接着加水搅拌溶解，此时温度低于100℃。
所有的乳化液有乳脂状的稠度，干燥后都是透明的。
权利要求
1.一种聚合物分散体，该聚合物分散体含有水和至少60重量％有机聚合物，该有机聚合物具有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和的亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
2.根据权利要求1的聚合物分散体，其特征在于，所用的有机聚合物含有选自由聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯酯、乙烯/α-烯烃共聚物、苯乙烯/丁二烯共聚物和乙烯/醋酸乙烯酯共聚物或它们的两种或多种的混合物组成的组中的一种聚合物。
3.一种聚合物分散体，该分散体含有水、至少一种第一有机聚合物和一种其它的有机聚合物或两种或多种其它的有机聚合物的混合物，所述第一有机聚合物没有离子基团并具有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和的亚烷基或一个含约6至约18个碳原子的亚芳基或一个含约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
4.根据权利要求3所述的聚合物分散体，其特征在于，所使用的第一有机聚合物包含选自由聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚乙烯、聚乙烯酯、乙烯/α-烯烃共聚合物、苯乙烯/丁二烯共聚合物或乙烯/醋酸乙烯共聚合物组成的组中的一种聚合物。
5.根据权利要求3或4所述的聚合物分散体，其特征在于，所使用的其它的有机聚合物或两种或多种其它的有机聚合物的混合物包含选自由聚氨酯、聚酰胺、聚醚、聚酯、聚乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯或苯乙烯/丁二烯共聚合物或二种或多种上述聚合物的混合物组成的组中的一种聚合物。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的聚合物分散体，其特征在于，有机聚合物的含量至少为60重量％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的聚合物分散体的生产方法，其特征在于，将至少一种有机聚合物，在生产过程中或生产后，必要时与其它的有机聚合物一起在水中分散；所述的一种有机聚合物具有至少一个通式I的基团，-A-Si(Z)n(OH)3-n(I)其中A为CH2或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和的或不饱和的亚烷基或为一个含有约6至约18个碳原子的亚芳基或为一个含有约7至约19个碳原子的亚芳基亚烷基，Z为CH3，O-CH3或为一个含有2至约12个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和的烷基或烷氧基，和n为0、1或2，或为一种至少二个上述基团的缩合产物。
8.使用根据权利要求1至6中任一项的聚合物分散体或根据权利要求7的方法所制备的聚合物分散体生产的粘合剂。
9.使用根据权利要求1至6中任一项的聚合物分散体或根据权利要求7的方法所制备的聚合物分散体生产的表面涂层组合物。
10.使用根据权利要求1至6中任一项的聚合物分散体或根据权利要求7的方法制备的聚合物分散体生产的密封胶。
11.根据权利要求1至6中任一项的聚合物分散体或根据权利要求7的方法制备的聚合物分散体在生产粘合剂、密封胶、表面涂层组合物、填料或生产模制件中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种含有水和至少60重量%有机聚合物的聚合物分散体,所述有机聚合物具有一个通式(Ⅰ)的基团,－A－Si(Z)
文档编号C09J183/04GK1330667SQ99814308
公开日2002年1月9日 申请日期1999年12月3日 优先权日1998年12月11日
发明者马丁·玛卓罗, 沃尔夫岗·克劳克, 约翰·克莱因, 加比·希林, 赫尔穆特·洛特, 沃尔夫岗·恩斯特 申请人:汉高两合股份公司