树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物的组合物的制作方法_2

文档序号:9924908阅读:来源:国知局
至约50%的非线性嵌段彼此交联;约30%至约40%的非线性嵌段彼此 交联;约40%至约80%的非线性嵌段彼此交联;约40%至约70%的非线性嵌段彼此交联;约 40%至约60%的非线性嵌段彼此交联;约40%至约50%的非线性嵌段彼此交联;约50%至 约80 %的非线性嵌段彼此交联;约50 %至约70 %的非线性嵌段彼此交联;约55 %至约70 % 的非线性嵌段彼此交联;约50%至约60%的非线性嵌段彼此交联;约60%至约80%的非线 性嵌段彼此交联;或约60%至约70%的非线性嵌段彼此交联。
[0041] 非线性嵌段的交联可通过多种化学机理和/或化学部分来实现。例如,该嵌段共聚 物中的非线性嵌段的交联可由该共聚物的非线性嵌段中存在的残余硅烷醇基团缩合而引 起。
[0042] 在一些实施例中,本文所述实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物包含40至90摩尔%的 式[Ri2Si02/2 ]二甲娃烷氧基单元,例如50至90摩尔%的式[Ri2Si02/2 ]二甲娃烷氧基单元;60 至90摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元;65至90摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲硅烷氧 基单元;70至90摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元;或80至90摩尔%的式[Ri2Si02/2] 二甲娃烷氧基单元;40至80摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元;40至70摩尔%的式 [RisSi化/2 ]二甲娃烷氧基单元;40至60摩尔%的式[Ri2Si02/2 ]二甲娃烷氧基单元;40至50摩 尔%的式[Rl2Si02/2]二甲娃烷氧基单元;50至80摩尔%的式[Rl2Si02/2]二甲娃烷氧基单元; 50至70摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元;50至60摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲硅烷 氧基单元;60至80摩尔%的式[的5地/2]二甲娃烷氧基单元;60至70摩尔%的式[Ri2Si02/2] 二甲娃烷氧基单元;或70至80摩尔%的式[Ri2Si02/2 ]二甲娃烷氧基单元。
[0043] 在一些实施例中,本文所述实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物包含10至60摩尔%的 式[R2Si化/2];甲娃烷氧基单元,例如10至20摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基单元;10至 30摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基单元;10至35摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基单 元;10至40摩尔%的式[R 2Si化/2]S甲娃烷氧基单元;10至50摩尔%的式[R2Si化/2]S甲硅烷 氧基单元;20至30摩尔%的式[R 2Si03/2]S甲娃烷氧基单元;20至35摩尔%的式[R2Si03/2]S 甲娃烷氧基单元;20至40摩尔%的式[R2Si03/2]S甲娃烷氧基单元;20至50摩尔%的式 [R 2Si化/2]S甲娃烷氧基单元;20至60摩尔%的式[R2Si03/2]S甲娃烷氧基单元;30至40摩 尔%的式[R 2Si化/2]二甲娃烷氧基单兀;30至50摩尔%的式[R2Si03/2]二甲娃烷氧基单兀;30 至60摩尔%的式[R 2Si化/2]S甲娃烷氧基单元;40至50摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基 单元;或40至60摩尔%的式[R 2Si化/2]S甲娃烷氧基单元。
[0044] 应当理解,本文所述实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物可包含另外的甲娃烷氧基单 元,诸如M甲娃烷氧基单元、Q甲娃烷氧基单元、其他独特的D或T甲娃烷氧基单元(例如,具有 除Ri或R 2之外的有机基团),前提条件是有机硅氧烷嵌段共聚物包含一定摩尔分数的如本文 所述的二甲娃烷氧基和S甲娃烷氧基单元,并且包含约0.5至约5摩尔% (例如,约0.5至约1 摩尔%、约0.5至约4.5摩尔%、约1至约4摩尔%、约2至约3摩尔%、约2至约4摩尔%、约1至 约5摩尔%、或约2至约5摩尔% )的含至少一个脂族不饱和键的Cl至C30控基。
[0045] 在一些实施例中,树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物还包含硅烷醇基团( = SiOH)。 存在于有机硅氧烷嵌段共聚物上的硅烷醇基团的量可在0.5至35摩尔%的硅烷醇基团[= SiO扣之间变化,或者在2至32摩尔%的硅烷醇基团[=SiO扣之间变化,或者在8至22摩尔% 的硅烷醇基团[=SiOH]之间变化,或者在10至20摩尔%的硅烷醇基团[=SiOH]之间变化, 或者在15至20摩尔%的硅烷醇基团[ = SiO扣之间变化,或者在12至22摩尔%的硅烷醇基团 [ = SiOH]之间变化,或者在15至25摩尔%的硅烷醇基团[ = SiOH]之间变化,或者在15至35 摩尔%的硅烷醇基团[ = SiO扣之间变化,或者在1至35摩尔%的硅烷醇基团之间变化。硅烷 醇基团可W存在于有机硅氧烷嵌段共聚物内的任何甲娃烷氧基单元上。本文所述的量表示 有机硅氧烷嵌段共聚物中存在的硅烷醇基团的总量。在一些实施例中,大部分(例如大于 75%、大于80%、大于90%;约75 %至约90%、约80%至约90%、或约75%至约85%)硅烷醇 基团将留在=甲娃烷氧基单元(即,嵌段共聚物的树脂组分)上。尽管不希望受任何理论的 束缚,但是有机硅氧烷嵌段共聚物的树脂组分上存在的硅烷醇基团使得嵌段共聚物能在高 溫下进一步反应或固化。
[0046] 在每次出现时,每个Ri在本文中提及时可独立地为Cl至C30控基(例如,Cl至C20控 基、Cl至Cio控基、或Cl至Cs控基),其中所述控基不含脂族不饱和度并且可独立地为烷基、芳 基或烧芳基。每个Ri在每次出现时可独立地为Cl至C30烷基,或者每个Ri在每次出现时可为Cl 至Cis烷基。或者,每个R1在每次出现时可为Cl至Cs烷基,诸如甲基、乙基、丙基、了基、戊基或 己基。或者,每个Ri在每次出现时可为甲基。每个Ri在每次出现时可为芳基,诸如苯基、糞基 或蔥基。或者,每个Ri在每次出现时可为上述烷基或芳基的任何组合,使得在一些实施例 中,每个二甲娃烷氧基单元可具有两个烷基(例如两个甲基);两个芳基(例如两个苯基);或 烷基(例如甲基)和芳基(例如苯基)。或者,每个Ri在每次出现时可为苯基或甲基,只要所述 有机硅氧烷嵌段共聚物包含约0.5至约5摩尔% (例如,约0.5至约1摩尔%、约0.5至约4.5摩 尔%、约1至约4摩尔%、约2至约3摩尔%、约2至约4摩尔%、约1至约5摩尔%、或约2至约5摩 尔% )的含至少一个脂族不饱和键的Cl至C30控基即可。
[0047] 在一些实施例中,在每次出现时,每个Ri在本文中提及时独立地为Cl至C30控基,其 中所述控基包含至少一个脂族不饱和键。脂族不饱和键的例子包括但不限于締键或烘键。 在一些实施例中,脂族不饱和键为末端双键。C2至C30(例如,C2至C20 ; C2至Cl2 ; C2至Cs ;或C2至 C4)控基的例子包括但不限于出0=邸-、出0=(:肥此-、出0=(:((:出)(:出-、出0=(:肥((:出)2-、出0 =CHCH2C出-、出C=CHCH2C出C此-、出C = C肥此OfcC出CH2-等等。C2至C30控基的其他例子包括但 不限于肥=C-、HC = CC此-、HC = CCH(CH3)-、HC = CC(CH3)2-和肥=CC(C曲)2C 出-。或者,Ri 为乙 締基,即出C = CH-D
[004引在每次出现时,每个R咱本文中提及时可独立地为Cl至C30控基(例如,Cl至C20控 基、Cl至Cio控基、或Cl至Cs控基),其中所述控基不含脂族不饱和度并且可独立地为烷基、芳 基或烧芳基。每个R2在每次出现时可独立地为Cl至C30烷基,或者每个R 2在每次出现时可为Cl 至C18烷基。或者,每个R2在每次出现时可为Cl至Cs烷基,诸如甲基、乙基、丙基、了基、戊基或 己基。或者,每个R 2在每次出现时可为甲基。每个R2在每次出现时可为芳基,诸如苯基、糞基 或蔥基。或者,每个R 2在每次出现时可为上述烷基或芳基的任何组合,使得在一些实施例 中,每个二甲娃烷氧基单元可具有两个烷基(例如两个甲基);两个芳基(例如两个苯基);或 烷基(例如甲基)和芳基(例如苯基)。或者,每个R咱每次出现时可为苯基或甲基,只要所述 有机硅氧烷嵌段共聚物包含约0.5至约5摩尔% (例如,约0.5至约1摩尔%、约0.5至约4.5摩 尔%、约1至约4摩尔%、约2至约3摩尔%、约2至约4摩尔%、约1至约5摩尔%、或约2至约5摩 尔% )的含至少一个脂族不饱和键的Cl至C30控基即可。
[0049] 在一些实施例中,在每次出现时,每个R2在本文中提及时独立地为Cl至C30控基,其 中所述控基包含至少一个脂族不饱和键,如该术语在本文中定义的那样。
[0050] 如本说明书通篇所用,"控基"还包括取代的控基。如本说明书通篇所用的"取代 的"泛指用本领域技术人员已知的取代基替换基团中的一个或多个氨原子并产生如本文所 述的稳定化合物。合适取代基的例子包括但不限于烷基、締基、烘基、环烷基、芳基、烧芳基、 径基、烷氧基、芳氧基、簇基(即0)2H)、簇基烷基、簇基芳基、氯基、氯酸醋(即-OCN基团)、甲 娃烷基、甲娃烷氧基、麟(phosphine)、面素、含硫基团、硝基、环氧基(其中两个相邻碳原子 连同它们相连的氧原子一起形成环氧基)等等。取代的控基也包括面素取代的控基,其中面 素可W为氣、氯、漠或它们的组合。
[0051] 本文所述实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物具有至少20,000g/mol的重均分子量 (Mw),或者至少40,000g/mol的重均分子量、或者至少50,000g/mol的重均分子量、或者至少 60,000g/mol的重均分子量、或者至少80,000g/mol的重均分子量、或者至少100,000g/mol 的重均分子量。在一些实施例中,本文所述实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物具有约20, OOOg/mol 至约 250,OOOg/mol、约 40,OOOg/mol 至约 250,OOOg/mol、约 50,OOOg/mol 至约 250, OOOg/mol、或约 100,000g/mol 至约 250,000g/mol 的重均分子量(Mw),或者约 45,000g/mol 至 约100, OOOg/mol的重均分子量、或者约50, OOOg/mol至约100, OOOg/mol的重均分子量、或者 约50,OOOg/mol至约80,OOOg/mol的重均分子量、或者约50,OOOg/mol至约70,OOOg/mol的重 均分子量、或者约50,OOOg/mol至约60,OOOg/mol的重均分子量。在一些实施例中,本文所述 实施例的有机硅氧烷嵌段共聚物具有约15,000至约50,000肖/111〇1、约15,000至约30,000邑/ mol、约20,000至约30,OOOg/mol、或约20,000至约25,OOOg/mol的数均分子量(Mn)。平均分 子量可容易地用凝胶渗透色谱法(GPC)技术,例如实例中描述的那些来测定。 制备有机硅氧烷嵌段共聚物的方法
[0052] 在一些实施例中,本发明实施例的树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物可通过包括 使如下物质接触(例如,反应)的方法来制备: A) 树脂线性有机硅氧烷嵌段共聚物,其包含: 40至90摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元, 10至60摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基单元, 0.5至35摩尔%的硅烷醇基团[=SiO扣; 其中: 每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基, 每个R2在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基; 其中: 所述二甲娃烷氧基单元[Ri2Si02/2] W线性嵌段排列,每个线性嵌段具有平均10至400 个二甲娃烷氧基单元[Rl2Si02/2], 所述S甲娃烷氧基单元[R2Si03/2]W具有至少500g/mol的分子量的非线性嵌段排列, 至少30 %的非线性嵌段彼此交联, 每个线性嵌段经由-Si-O-Si-连键连接至至少一个非线性嵌段;并且所述有机硅氧烷 嵌段共聚物具有至少20,OOOg/mol的重均分子量; W及 B) 式RiR22SiX的化合物 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基,或包含至少一个 脂族不饱和键的Cl至C30控基, 每个R2在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基,或包含至少一个脂族 不饱和键的Cl至C30控基,并且 X为可水解基团,其选自-0R4、F、Cl、Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR 42,其中R4为氨或 可任选地被取代的Cl至Cs烷基。
[0053] 在其他实施例中,本发明实施例的树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物可通过包括 使如下物质接触的方法来制备: A) 具有下式的线性有机硅氧烷: RVp 化)pSiO(Rl2Si〇2/2)nSKE)pRVp, 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基, n 为 10 至400, E为可水解基团,其选自-0R4、F、Cl、Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR 42,其中R4为氨或 C适Cs烷基,并且每个P独立地为1、2或3; W及 B) 具有W下单元式的有机硅氧烷树脂: [Rl2R2Si01/2]a[RlR2Si02/2]b[RlSi03/2]c[R2Si03/2]d[Si04/2]e, 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基,或包含至少一个 脂族不饱和键的Cl至C30控基, 每个R2在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基,或包含至少一个脂族 不饱和键的Cl至C30控基, 其中所述有机硅氧烷树脂包含O至35摩尔%的硅烷醇基团[ = SiO扣,并且 下标a、b、c、d和e表示存在于所述有机硅氧烷树脂中的每个甲娃烷氧基单元的摩尔分 数并且范围如下: a为约0至约0.6, b为约0至约1, C为约0至约1, d为约0至约1, e为约0至约0.6, 前提条件是b+c+d+e〉0并且a+b+c+d+e < 1。
[0054]在另外其他实施例中,本发明实施例的树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物可通过 包括使如下物质接触的方法来制备: A) 具有下式的线性有机硅氧烷: RVp 化)pSiO(Rl2Si〇2/2)nSKE)pRVp, 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基, n 为 10 至400, E为可水解基团,其选自-0R4、F、Cl、Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR 42,其中R4为氨或 C适Cs烷基,并且每个P独立地为1、2或3,W及 B) 具有W下单元式的有机硅氧烷树脂: [Rl2R2Si01/2]a[RlR2Si02/2]b[RlSi03/2]c[R2Si03/2]d[Si04/2]e, 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基, 每个R2在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基, 其中所述有机硅氧烷树脂包含0至35摩尔%的硅烷醇基团[ = SiO扣,并且 下标a、b、c、d和e表示存在于所述有机硅氧烷树脂中的每个甲娃烷氧基单元的摩尔分 数并且范围如下: a为约0至约0.6, b为约0至约0.6, C为约0至约1, d为约0至约1, e为约0至约0.6, 前提条件是b+c+d+e〉0并且a+b+c+d+e ^ 1; W及 C) 式RiqSiX4-q的化合物 其中每个Ri在每次出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基,或包含至少一个 脂族不饱和键的Cl至C30控基, q为0、1或2,并且 每个X独立地为可水解基团,其选自-0R4、F、Cl、Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR42,其 中R4为氨或可任选地被取代的Cl至Cs烷基; 其中所述"接触"可按任何合适的顺序进行。例如,可使A)和B)首先接触,然后与C)接 触。或者,可使A)和C)首先接触,然后与B)接触;可使B)和C)首先接触,然后与A)接触;或可 使A)、B)和C)彼此基本上同时接触。在一些实施例中,使A)与B)接触所得的产物与C)接触。
[0055] 本文所述的制备有机硅氧烷嵌段共聚物的方法在一些实施例中产生的反应产物 为包含如下组分的有机硅氧烷嵌段共聚物: 40至90摩尔%的式[Ri2Si02/2]二甲娃烷氧基单元, 10至60摩尔%的式[R2Si化/2]S甲娃烷氧基单元, 0.5至35摩尔%的硅烷醇基团[=SiO扣; 其中: 每个Ri在每次出现时独立地为Cl至C30控基,或包含至少一个脂族不饱和键的Cl至C30控 基, 每个R2在每次出现时独立地为Cl至C30控基,或包含至少一个脂族不饱和键的Cl至C30控 基; 其中: 所述二甲娃烷氧基单元[Ri2Si02/2] W线性嵌段排列,每个线性嵌段具有平均10至400 个二甲娃烷氧基单元[Rl2Si02/2]; 所述立甲娃烷氧基单元[R2Si化/2] W非线性嵌段排列,具有至少500g/mol的分子量; 至少30 %的非线性嵌段彼此交联; 每个线性嵌段经由-Si-O-Si-连键连接至至少一个非线性嵌段; 所述有机硅氧烷嵌段共聚物具有至少20,000g/mol的重均分子量;并且 所述有机硅氧烷嵌段共聚物包含约0.5至约5摩尔%的含至少一个脂族不饱和键的Cl 至C30控基。
[0056] 在一些实施例中,此类有机硅氧烷嵌段共聚物反应产物可与式RSqS巧4-q的化合物 接触,其中每个R5独立地为Cl至Cs控基(例如,Cl至Cs烷基、或者苯基,或者R 5为甲基、乙基或 甲基和乙基的组合)或Cl至Cs面代控基;并且每个X独立地为可水解基团,其选自-0R4、F、C1、 Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR42,其中R 4为氨或可任选地被取代的C适C6烷基。
[0057] 在一个实施例中,式R5qSiX4-q的化合物为烷基S乙酷氧基硅烷,例如甲基S乙酷氧 基硅烷、乙基=乙酷氧基硅烷或两者的组合。可商购获得的的代表性烷基=乙酷氧基硅烷 包括ETS-900(密歇根州米德兰道康宁公司(Dow Corning Co巧.,Midland,MI))、甲基S(甲 基乙基酬朽基)硅烷(MTO)、甲基S乙酷氧基硅烷、乙基S乙酷氧基硅烷、四乙酷氧基硅烷、 四月亏基硅烷、二甲基二乙酷氧基硅烷、二甲基二朽基硅烷和甲基=(甲基甲基酬朽基)硅烷。 在一些实施例中,有机硅氧烷嵌段共聚物反应产物可与式R 5qSiX4-q的化合物接触,W便在有 机硅氧烷嵌段共聚物中引入会在例如娃氨加成固化后通过湿气固化机理固化的基团。 线性有机硅氧烷
[005引具有式RVp巧)pSiO(Ri2Si02/2)nSKE)pRVp的线性有机硅氧烷,其中每个Ri在每次 出现时独立地为不含脂族不饱和度的Cl至C30控基;n为10至400;E为可水解基团,其选自-0R4、F、Cl、Br、I、-0C(0)R4、-N(R4)2或-0N=CR42,其中R4为氨或Cl至C6烷基。
[0059]下标V'可被视为线性有机硅氧烷的聚合度(dp)并且可W在10至400之间变化(例 如平均约10至约350个D单元、约10至约300个D单元、约10至约200个D单元、约10至约100个D 单元、约50至约400个D单元、约100至约400个D单元、约150至约400个D单元、约200至约400 个D单元、约300至约400个D单元、约50至约300个D单元、约100至约300个D单元、约150至约 300个D单元、约200至约3
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