CN101210028A - 有机硅化合物及其在可交联组合物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机硅化合物及其在可交联组合物中的应用，特别在通过缩合反应可交联的组合物中的应用，其中该组合物可优选用作密封化合物，其中有机硅化合物含有下列通式的单元：RdXeSiY (4－d－e)/2 (I)其中基团和指数如权利要求1所定义。
Description
技术领域
本发明涉及有机硅化合物及其在可交联组合物中的应用，特别在通过缩合反应可交联的组合物中的应用，其中该组合物可优选用作密封化合物。
背景技术
可以在排除水的情况下储存、但在室温下加入水时硬化以产生高弹体的单组分密封组合物是已知的。例如建筑业大量使用这些产品。这些混合物以甲硅烷基封端的聚合物为基础，其中这些混合物带有反应性取代基，例如OH基或可水解的基团(例如氧烷基)，这些混合物还以交联剂(例如烷氧基硅烷)为基础。
特别对于密封组合物，希望粘接处的环境不是疏水的。这在与天然石材和玻璃接触的应用中特别如此。而且希望整个材料无梯度硬化。
发明内容
本发明提供含有下式通式单元的有机硅化合物：
RdXeSiY(4-d-e)/2 (I)，
其中
R可以相同或不同，并且是单价的、可被氧原子隔开的任选取代的烃基，
X可以相同或不同，并且是羟基或单价的可水解基团，
Y可以相同或不同，并且是-O-或双官能的可水解基团，
d是0、1、2或3，优选为0或1，和
e是0、1、2或3，优选为0、1或2，
条件是d+e≤3，每个分子中存在2至100个通式(I)的单体单元，和每个分子中存在至少一个双官能的可水解基团Y和另外至少一个基团X。
本发明有机硅化合物优选地含有至少两个X基团，特别地优选至少三个X基团，其中X具有上述定义的一种。
在本发明有机硅化合物中，优选加入至少10％，特别优选加入20-50％的双官能的可水解基团Y。
R基团优选为具有1至18个碳原子的单价烃基，和被含氧原子的基团和/或含氮原子的基团任选取代；并特别优选为烷基、乙烯基、苯基、氨丙基、氨乙基氨丙基、缩水甘油氧丙基、O-氨基甲酸酯甲基(O-methylcarbamatomethyl)、吗啉代甲基、苯基氨基甲基或环己氨甲基(cyclohexylaminoethyl)基团，特别是甲基、乙烯基或氨丙基。
R基团的例子是烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-正丁基、2-正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基；己基，如正己基；庚基，如正庚基；辛基，如正辛基和异辛烷基(如2，2，4-三甲基戊基)；壬基，如正壬基；癸基，如正癸基；十二烷基，如正十二烷基；十八烷基，如正十八烷基；环烷基，如环戊基、环己基、环庚基和甲基环己基；链烯基，如乙烯基、1-丙烯基和2-丙烯基；芳基，如苯基、萘基、蒽基、菲基；烷芳基，如邻、间、和对甲基苯；二甲苯基和乙基苯基；及芳烷基，如苄基和α-及β-苯乙基。
X基团的例子是羟基、乙酰氧基、oxymato和有机氧基(organyloxy)-OR1，其中R1是单价的、任选取代的烃基，取代烃基含有插入的氧原子，如甲氧基、乙氧基、烷氧乙氧基和含羟基的基团(如2-羟基丙氧基、2-羟基-1-甲基丙氧基、2-羟基丁氧基、1-羟基甲基乙氧基-或2-羟基-乙氧基)。
R1基团的例子如R基团。
基团X优选为有机氧基-OR1，其中R1如上所定义，特别优选为甲氧和乙氧基，更特别优选为甲氧基。
优选最多30％，尤其优选最多20％的X基团是羟基。
基团Y的例子是-O-和二价有机氧基团-OR2O，R2是二价的、可被氧原子隔开的任选取代的烃基。
基团R2的例子是亚乙基、亚丙基和亚丁基，并且烃基被氧原子隔开，例如-CH2CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2-，其中n是0或1至10的整数，特别是0或1至3的整数。
基团R2优选为具有2至10个碳原子的二价烃基，该烃基可被氧原子隔开，特别优选地是：
-CH2CH2-(OCH2CH2)n-，
-CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2)n-，-CH2CH2CH2-(OCH2CH2CH2)n-，
-CH(CH3)CH(CH3)-(OCH(CH3)CH(CH3))n-，
-CH(CH2CH3)CH2-(OCH(CH2CH3)CH2)n-，和
-CH2CH2CH2CH2-(OCH2CH2CH2CH2)n-，
-CH2CH2CH(CH3)-(OCH2CH2CH(CH3))n-，和
-CH2CH(CH3)CH2-(OCH2CH(CH3)CH2)n-，
其中每个n是0、1或2。
基团Y优选为-O-，
-O-CH2CH2-(OCH2CH2)n-O-，
-OCH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2)n-O-，
-OCH2CH2CH2-(OCH2CH2CH2)n-O-，
-OCH(CH3)CH(CH3)-(OCH(CH3)CH(CH3))n-O-，
-OCH(CH2CH3)CH2-(OCH(CH2CH3)CH2)n-O-，
-OCH2CH2CH2CH2-(OCH2CH2CH2CH2)n-O-，
-OCH2CH2CH(CH3)-(OCH2CH2CH(CH3))n-O-，
-OCH(CH3)CH(CH3)-(OCH(CH3)CH(CH3))n-O-和
-OCH2CH(CH3)CH2-(OCH2CH(CH3)CH2)n-O-，
特别是-O-CH(CH3)CH2-(OCH(CH3)CH2)n-O-，
其中每个n是0、1或2。
本发明有机硅化合物优选地是含有2至50个，特别是2至15个通式(I)单元的化合物。
本发明有机硅化合物优选地是由通式(I)单元组成的化合物。
本发明有机硅化合物尤其优选地是在室温和大气压(即900至1100hPa)下是液体的化合物。
在温度25℃下，本发明有机硅化合物的粘度优选为1.0至1000mm2/s，尤其优选为2.0至10mm2/s。
根据DIN 51 755(Albel-Pensky)的测试条件下，有机硅化合物的闪点优选为15至200℃，尤其优选为15至100℃，更尤其优选为20至50℃。
本发明有机硅化合物合可以是线性的、分枝的或环状的，优选线性的或分枝的。
本发明有机硅化合物优选下列通式的化合物：
[XgR3-gSiY1/2-]p[XiR2-iSiY2/2-]q[XmR1-mSiY3/2-]r[SiY4/2-]s (II)，
其中
R、X和Y分别定义如上，
g是0、1、2或3，优选为2或3，
i是0、1或2，优选为1或2，
m是0或1，
p是0或1至10的整数，
q是0或1至90的整数，
r是0或1至10的整数，和
s是0或1至10的整数，
条件是(p+q+r+s)是2至100的数，单元的分布是任意的，并且在每个分子中存在至少一个双官能的可水解基团Y和至少一个基团X。
本发明有机硅化合物的例子是：
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
[-OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)-]2，
(MeO)2SiVi-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)SiVi-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2Si(CH2CH2CH2NH2)-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2CH2CH2NH2)(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)Si(CH2CH2CH2NH2)-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2CH2CH2NH2)(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2Si(CH2NH-cyc-hex)-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2NH-cyc-hexyl)(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)Si(CH2NH-cyc-hexyl)-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2NH-cyc-hexyl)(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2CH2CH2NH2)(OMe)]1-99(OMe)，
(EtO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OEt)]1-99(OEt)，
(MeO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OMe)2]1-99(OMe)，
(EtO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OEt)2]1-99(OEt)，
(MeO)2SiMe-[OCH2CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH2CH2O-)SiMe-[OCH2CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH(Me)O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH(Me)O-)SiMe-[OCH(Me)CH(Me)O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2OCH(Me)CH2O-)SiMe-[OCH(Me)CH2OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(-OSiMe(OMe)2)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-89(-OSiMe(OMe))1-10(OMe)，
(MeO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OMe)2]1-89(-OSi(OMe)2)1-10(OMe)，
(MeO)2Si(CH2CH2CH2NH2)-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-99(-OSiMe(OMe)2)，
(MeO)2SiVi-[OCH(Me)CH2O-Si(CH2CH2CH2NH2)(OMe)]1-89(-OSiMe(OMe))1-10(OMe)，
(EtO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OEt)2]1-89(-OSi(OEt)2)1-10(OEt)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-89(-OSiMe2)1-10(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-89(-OSiMe(OMe))2(SiMe(OMe)2)1，
[(MeO)2SiMe(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiMe(OMe)]1-50-[SiMe(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(MeO)2SiVi(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiVi(OMe)]1-50-[SiVi(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(MeO)2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OMe)]1-50-[Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(EtO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-30-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OEt)2]1-40-[Si(OEt)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-20-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]1-5，[(MeO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-30-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OMe)2]1-40-[Si(OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-20-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]0-5和
[(MeO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-15-[(MeO)3SiO1/2]1-15-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OMe)2]1-20-[O2/2-Si(OMe)2]1-20-[Si(OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-10-[Si(OMe)O3/2]1-10-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]0-2-[SiO4/2]0-2，
其中Me是甲基，Et是乙基，-cyc-hexyl是环己基和Vi是乙烯基。
本发明有机硅化合物优选为：
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-99(OMe)，
(MeO)2SiVi-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-99(OMe)，
(-OCH(Me)CH2O-)SiVi-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-99(OMe)，
(EtO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OEt)]1-99(OEt)，
(MeO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OMe)2]1-99(OMe)，
(EtO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OEt)2]1-99(OEt)，
(EtO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OEt)2]1-89(-OSi(OEt)2)1-10(OEt)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-89(-OSiMe2)1-10(OMe)，
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-89(-OSiMe(OMe))2(SiMe(OMe)2)1，
[(MeO)2SiMe(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiMe(OMe)]1-50-[SiMe(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(MeO)2SiVi(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiVi(OMe)]1-50-[SiVi(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(MeO)2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)1/2]1-25-[(OCH(Me)CH2O)2/2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OMe)]1-50-[Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-25，
[(EtO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-30-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OEt)2]1-40-[Si(OEt)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-20-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]0-5，
[(MeO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-30-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OMe)2]1-40-[Si(OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-20-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]0-5和
[(MeO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-15-[(MeO)3SiO1/2]1-15-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OMe)2]1-20-[O2/2-Si(OMe)2]1-20-[Si(OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-10-[Si(OMe)O3/2]1-10-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]0-2-[SiO4/2]0-2，
其中Me是甲基，Et是乙基，和Vi是乙烯基。
本发明化合物特别优选：
(MeO)2SiMe-[OCH(Me)CH2O-SiMe(OMe)]1-50(OMe)，
(MeO)2SiVi-[OCH(Me)CH2O-SiVi(OMe)]1-50(OMe)，
(MeO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OMe)2]1-99(OMe)，
(EtO)3Si-[OCH(Me)CH2O-Si(OEt)2]1-50(OEt)，
[(MeO)2SiMe(OCH(Me)CH2O)1/2]1-10-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiMe(OMe)]1-20-[SiMe(OCH(Me)CH2O)3/2]1-8，
[(MeO)2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)1/2]1-10-[(OCH(Me)CH2O)2/2Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OMe)]1-20-[Si(CH2NHC(＝O)OMe)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-8和
[(EtO)3Si(OCH(Me)CH2O)1/2]1-12-[(OCH(Me)CH2O)2/2-Si(OEt)2]1-20-[Si(OEt)(OCH(Me)CH2O)3/2]1-5-[Si(OCH(Me)CH2O)4/2]1-3，特别是([(MeO)2SiMe(OCH(Me)CH2O)1/2]1-10-[(OCH(Me)CH2O)2/2SiMe(OMe)]1-20-[SiMe(OCH(Me)CH2O)3/2]0-8，其中Me是甲基，Vi是乙烯基，和Et是乙基。
本发明有机硅化合物可以通过任何广为熟知的方法制备，例如通过具有三个和/或四个可水解基团的硅烷与乙醇及与二醇的酯化反应进行制备。这里也可能发生部分水解反应，和/或可能存在含有一个和/或两个可水解基团的硅烷。
本发明有机硅化合物优选通过具有三个和/或四个烷氧基的硅烷与二醇的酯交换反应进行制备，优选在酯交换反应催化剂存在下进行。所用的酯交换反应催化剂可以包括任何已知的酸或碱催化剂，例如酸或碱离子交换、盐酸、含Si-Cl-的化合物、硫酸、磺酸衍生物、线性氯化磷腈(linear phosphonitrile chlorides)或它们与胺反应的产物、或包括强碱或其与硅氧烷反应的产物、或另外包含烷氧基钛酸酯或烷氧基锆酸酯。可以任选加入水。在反应后，有利地移去催化剂；或通过合适的方法去活化催化剂，例如通过离子交换和/或过滤、中和处理，用金属(例如铁)处理或加热。由此得到的产品，如果需要，可与低分子量化合物分开，例如，通过简单的过滤或通过薄膜蒸发器通道就可以分开。低分子量化合物也能在反应中除去，例如通过蒸馏。
本发明进一步提供包括含通式(I)单元的有机硅化合物的可交联组合物。
本发明组合物优选为通过缩合反应可交联的组合物。
为了本发明的目的，术语“缩合反应”包括任何在先的水解步骤。
除了上述的本发明有机硅化合物，然后本发明组合物可包括至今仍在通过缩合反应可交联的组合物中使用的任何化合物，其中的例子是含有至少二个可缩合基团(A)的有机硅化合物、与组分(B)不同的交联剂(C)、催化剂(D)、增塑剂(E)、填料(F)、粘合增进剂(G)和添加剂(H)。
本发明的组合物尤其优选为包括以下组分的组合物：
(A)含有至少两个可缩合基团的有机硅化合物，
(B)含有通式(I)单元的有机硅化合物，
和任选
(C)交联剂，
(D)催化剂，
和任选
(E)填料，
和任选
(F)粘合促进剂
和任选
(G)增塑剂，和
任选
(H)添加剂。
本发明所用的有机硅化合物(A)可以是任何含有至少两个可缩合基团的有机硅化合物，该可缩合基团至今仍用于通过缩合反应可交联的组合物中。这些可以是纯硅氧烷，即≡Si-O-Si≡结构，或其它的硅烷(silcarbanes)，即≡Si-R″-Si≡结构，R″是二价烃基，被杂原子任选取代或隔开，或含有所需有机硅基团的共聚物。
为了本发明的目的，术语“可缩合基团”包括在任何在先步骤中产生的可缩合基团。
本发明所用的有机硅化合物(A)优选为含有以下通式单元的化合物：
R3 aZbSiO(4-a-b)/2 (III)，
其中
R3可以相同或不同，并且为被氧原子隔开的任选取代的烃基，
Z可以相同的或不同，并且为羟基或可水解的基团，
a是0、1、2、或3，优选为1或2，和
b是0、1、2、或3，优选为0、1或2，尤其优选为0，
条件是a+b小于或等于4，并且每个分子中存在至少两个可缩合基团。
a+b优选小于或等于3。
基团R3优选为具有1至18个碳原子的单价烃基，任选含有取代的卤素原子、氨基、醚基、酯基、环氧基、巯基、氰基、(聚)二醇基，其中后者包括氧化乙烯基单元和/或氧化丙烯基单元，并且它们尤其优选为具有1至12个碳原子的烷基，特别是甲基。然而，R3基团也可以是二价基团(例如其键接两个彼此键接的甲硅烷基)。
R3基团的例子同R基团的例子。
二价的R3基团的例子是聚异丁烯二基(polyisobutylenediylradicals)、聚甲基丙烯酸甲酯二基、聚甲基丙烯酸丁酯二基和丙二基封端的聚丙二醇基。
基团Z的例子同基团X的例子。
基团Z优选为有机氧基-OR1，其中R1如上所定义，并且尤其优选为甲氧基和乙氧基，特别地是甲氧基。
本发明所用的有机硅化合物(A)尤其优选以下通式的化合物：
Z3-uR3 uSi-O-(SiR3 2-O)v-SiR3 uZ3-u (IV)，
其中
每个R3和Z具有上述定义中的一种，
v是30至3000，和
u可以是相同的或不同的，并且是0、1或2。
如果Z定义为羟基，u优选为2，及如果R3定义为羟基外的其它基团，u优选为0或1。
有机硅化合物(A)的例子是：
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OMe)2，
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OEt)2，
(MeO)3SiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OMe)2，
(MeO)3SiCH2CH2[SiMe2O]200-2000SiMe2-CH2CH2Si(OMe)3，
(HO)Me2SiO[SiMe2O]200-2000SiMe2(OH)，
(EtO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiMe(OEt)2，
(HO)MeViSiO[SiMe2O]200-2000SiMeVi(OH)，
(MeO)2MeSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OMe)2，
(MeO)2ViSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OMe)2，和
(EtO)2ViSiO[SiMe2O]200-2000SiVi(OEt)2，
其中Me是甲基，Et是乙基和Vi是乙烯基。
然而，组分(A)也可以是具有至少两个可缩合基团的甲硅烷基化(silylated)的有机化合物，例如甲硅烷基化丙烯酸酯、甲硅烷基化乙烯基聚合物、甲硅烷基化聚氨酯和甲硅烷基化聚二醇。聚合物可以线性的、分枝的或两者的混合物。此外，聚合物含有相同或不同的端基，例如甲基二甲氧基甲硅烷基和三甲氧基甲硅烷基端基组成的混合物。硅烷化能够通过已知的方法进行，这些例子有HSi(OMe)2(Me)与聚合物中的双键发生的氢化硅烷化反应，含氨基官能团的硅烷或硅氧烷在异氰酸酯预聚物上的加成反应，含异氰酸酯官能团的硅烷在含羟基聚合物(例如聚乙二醇)上发生的加成反应，或含双键的单体与乙烯基硅烷的共聚反应，如乙烯基三甲氧基硅烷或甲基乙烯基二甲氧基硅烷。
在温度为25℃时，本发明所用的有机硅化合物(A)的粘度优选为100至106mPas，尤其优选为103至350000mPas。
有机硅化合物(A)商业上有售，或能用硅化学中熟知的方法制备。
在每种情况中以重量计组分(A)为100份，本发明的组合物中组分(B)的量为0.5至30重量份，优选为2至15重量份。
本发明组合物中任选使用的交联剂(C)可以是迄今所知的具有至少两个可缩合基团的任何所需交联剂，例如具有至少两个不同于组分(B)的有机氧基团的硅烷。
本发明组合物中任选使用的交联剂(C)尤其优选为硅烷交联剂，如四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基二氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、3-(环氧丙氧基)丙基-三乙氧基硅烷、1，2-双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷、1，2-双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷、O-甲基氨基甲酰氧基甲基三甲氧基硅(O-methylcarbamatomethyltrimethoxysilane)、O-甲基氨基甲酰氧基甲基甲基二甲氧基硅(O-methylcarbamatomethyl hyldimethoxy silane)、吗啉甲基三乙氧基硅烷、环己基氨甲基三乙氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、二-叔丁氧二乙酰氧硅烷、甲基三(甲基乙基酮肟基)硅烷和乙烯基三(甲基乙基酮肟基)硅烷、或它们的部分水解产物，其水解产物也可以随意地通过共水解进行制备，例如甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷的共水解。
本发明组合物中任选使用的交联剂(C)商业上有售或能用硅化学中熟知的方法制备。
如果本发明组合物包括交联剂(C)，以重量计组分(A)为100份，交联剂(C)的量优选为0.5至10重量份，尤其优选为1至3重量份。本发明组合物优选地包括另外的交联剂(C)。
催化剂(D)的例子是先前已知的钛化合物和有机锡化合物，如二正丁基锡二月桂酸盐和二正丁基锡二乙酸盐、二正丁基锡氧化物、二辛基锡二乙酸盐、二辛基锡二月桂酸盐、二辛基锡氧化物和这些化合物与烷氧基硅烷的反应产物(如四乙氧基硅烷)，和钛或锡化合物与膦酸、膦酸酯、或磷酸酯的混合物反应产物；优选为在甲乙基硅烷的水解产物中的二正丁基锡二乙酸盐和二正丁基锡氧化物，和钛化合物或锡化合物与膦酸、膦酸酯、或磷酸酯的混合物或反应产物，并且尤其优选为在甲乙基硅烷的水解产物中的二正丁基锡氧化物，和钛化合物或锡化合物与烷基膦酸、烷基膦酸酯、或磷酸酯的混合物或反应产物。
如果本发明组合物包括催化剂(D)，以重量计组分(A)为100份，催化剂(D)的量优选为0.01至3重量份，尤其优选为0.05至2重量份。
增塑剂(E)的例子是二甲基聚硅氧烷(其在室温下是液体，通过三甲基硅氧烷封端，特别是在25℃时粘度为50至1000mPas)，高沸点烃(例如石蜡油)，或二烷基苯或二烷基萘或环烷单元和石蜡基单元组成的矿物油，或优选为在甲硅基化的有机聚合物中用作组分(A)的聚乙二醇、特别是可以任选取代的聚丙二醇，高沸点的酯(例如邻苯二甲酸酯、柠檬酸酯或二元羧酸的二酯、液体聚酯或甲基丙烯酸酯以及烷基磺酸酯)。
在每种情况中以重量计组分(A)为100份，本发明组合物中的增塑剂(E)的量优选为0至300重量份，尤其优选为10至200重量份，更尤其优选为20至100重量份。
填料(F)的例子是非增强填料，即BET表面积至多为50m2/g的填料，比如石英、硅藻土、硅酸钙、硅酸锆、分子筛、金属氧化物粉末(如铝、钛、铁或锌氧化物及其混合氧化物)、硫酸钡、碳酸钙、石膏、氮化硅、碳化硅、氮化硼、玻璃粉末和塑性粉末(如聚丙烯氰粉末)；增强填料，即BET表面积在50m2/g以上的填料，例如热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、沉淀白垩、碳黑，如炉黑和乙炔黑及大BET表面积的硅铝混合氧化物；纤维填料，比如石棉和碳纤维。所述的填料是已经疏水化的，例如用有机硅或硅氧烷、或用硬脂酸处理，或通过羟基醚化生成烷氧基。如果使用填料(F)，优选疏水的热解法二氧化硅和沉淀或研磨的碳酸钙。
在每种情况中以重量计组分(A)为100份，本发明组合物中填料(F)的使用量优选为0至300重量份，尤其优选1至200重量份，尤其是5至200重量份。
本发明组合物中任选使用的粘合增进剂(G)的例子是具有官能团的硅烷和有机聚硅氧烷，例如具有环氧丙氧基丙基、氨丙基、氨乙基氨丙基、脲丙基或甲基丙烯酰氧基丙基，和具有可交联基团(如甲氧基或乙氧基)的那些硅烷和有机聚硅氧烷。但是，如果另一组分(例如有机硅化合物(A)、或(B)、或(C))含有上述官能团，可以不加入任何粘合增进剂。
在每种情况中以重量计组分(A)为100份，本发明组合物中的粘合增进剂(G)的量优选为0至50份，尤其优选为1至20重量份，更尤其优选为1至10重量份。
添加剂(H)的例子是颜料、染料、气味剂、抗氧化剂、影响电性能的试剂(如导电碳黑)、阻燃剂、热稳定剂、光稳定剂和延长结皮时间的试剂(如含有SiC-键合的巯基烷基的硅烷)、泡孔生成剂(cell-generating)(如偶氮二甲酰胺)、热稳定剂、清除剂(如含Si-N-化合物)、具有触变效应的试剂(如磷酸酯)、和聚乙二醇、以及有机溶剂，如烷基芳烃。
在每种情况中以重量计组分(A)为100份，本发明组合物中的添加剂(H)的量优选为0至100重量份，尤其优选为0至30重量份，更尤其优选为0至10重量份。
本发明组合物尤其优选包括以下组分的组合物：
(A)含通式(III)单元的有机硅化合物，
(B)通式(II)所示的有机硅化合物，
和任选
(C)交联剂，
和任选
(D)催化剂，
和任选
(E)增塑剂，
和任选
(F)填料，
和任选
(G)粘合增进剂，和
任选
(H)添加剂。
为了制备本发明组合物，所有成份可以任何所需的顺序彼此进行混合。这种混合可以在室温下和环境大气压(即900至1100hPa)下进行。然而，这种混合，如果需要，也可以在较高的温度下进行，例如35-135℃的温度范围内。为了移除挥发性化合物或空气，也可以在减压下混合一段时间或连续混合，例如在30至500hPa的绝对压力下混合。
本发明组合物的每个组分可以是同一种类型的该组分或那些组分的至少两种不同类型的混合物。
空气中通常存在的水含量足够本发明组合物进行交联。本发明的组合物优选在室温下进行交联。如果需要，它们也可以在高于或低于室温的温度下进行交联，即在-5℃至15℃或30至50℃和/或用超出空气正常水含量的水浓度进行交联。
交联优选在压力100至1100hPa下进行，特别优选在环境大气压下进行。
本发明进一步提供通过本发明组合物的交联生产的模制品。
本发明组合物可以用于任何下述目的的应用中，即当排除水时，组合物可以储存、但加入水时在室温下硬化而产生高弹体。
因此，本发明组合物具有优异的适用性，例如作为用于结合的密封化合物，包括用于垂直延伸粘合和包括用于间隙宽度为10至40mm类似孔隙的粘合，例如应用在建筑物、陆地车辆、船泊和飞机中，或用作粘合剂或腻子组合物，例如应用在窗户构建中或在养鱼缸或显示器的生产中，或例如用于保护性涂层的制造(包括在连续暴露于淡水或海水中的表面上应用的保护性涂层)，或防滑涂层或弹性模制品的制造，或用于电气或电子设备的绝缘。
本发明组合物的优点在于其容易制备并在长时间内具有很高的贮存稳定性。
本发明的缩合-可交联组合物的一个优点是其交联通过环境兼容的方法进行。
本发明的组合物的一个优点是环境(即在特定的应用(例如立面粘合、地板粘合和结构之间的粘合)中与生产的模制品邻接的材料)是不疏水的。
本发明组合物的另一个优点是水滴或光滑组合物(即含表面剂的水，在各自的应用中，例如粘合窗户，它们仍然留在未发生交联的组合物的表面上)不留下任何看得见的剩余物。
具体实施方式
以下所述实施例的所有粘度都是在25℃下的粘度。除非另有说明，下述例子进行的条件是：环境大气压(即在约1000hPa)、室温(即在约23℃)或反应物在室温下结合时不需另外的加热或冷却就能确立的温度、和约50％的相对湿度。此外，所有列出的份数和百分数除非另有说明都是指重量。
为了评定环境的疏水化(试验1)，将一条高约5毫米及宽10毫米的未交联密封剂浆的条带应用于沙石上，并在温度23℃和相对湿度50％下贮存7天后用水喷撒。密封剂周围疏水化区域的程度以毫米评价。
为了评价表面上水滴剩余物(试验2)，在聚乙烯(PE)薄片上形成一层2毫米厚的每种可交联组合物，然后将各种大小的水滴立即应用于表面上。在室温硬化过程中，薄片水平放置，因而水滴没有移动并且缓慢干燥。24小时后，从约50厘米处的不同视角进行测量和评价。数值1指几乎看不见或看不见剩余物(是视角的函数)，数值2是指不管在何种视角下在面缘或中心都可以清楚地看到剩余物，和数值3指不管在何种视角下都可以清楚地看到剩余物。
模量是根据DIN 53504-85 S2测得的100％拉伸应变时的应力值。
Me指甲基。
本发明实施例
本发明实施例1
在90至110℃温度下及除湿情况下，搅拌58.5克1，2-丙二醇、210克甲基三甲氧基硅烷、134克己烷和0.15克40％浓度的四丁基膦氢氧化物水溶液2小时，并且利用共沸蒸馏除去此处形成的甲醇。然后冷却混合物，用3克基于聚苯乙烯的酸离子交换剂(商品名“Purolite CT169 DR”Purolite GmbH，Germany)中和产品，并且用细过滤器排除。
反应得到199克硅氧烷交联剂B1。
29Si NMR分析结果：
27.8％MeSi(OMe)3，47.0％MeSi(OMe)2(-O-CH(Me)CH2-O-)1/2，21.9％MeSi(OMe)(-O-CH(Me)CH2-O-)2/2，2.3％MeSi(OMe)(-O-CH(Me)CH2-O-)和1.0％MeSi(OMe)2O1/2。粘度为2.0mm2/s，和闪点为20℃。
将下列组分在行星式搅拌器中彼此进行混合，并搅拌15分钟：330克聚二甲基硅氧烷混合物，其中硅氧烷用二甲氧基甲基甲硅烷基和二甲氧基乙烯基甲硅烷基封端，并且二甲氧基甲基甲硅烷基端基和二甲氧基乙烯基甲硅烷基端基之比约为1∶1，粘度为80,000mPa·s；265克三甲基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷，粘度为1000mPa·s；7.5克甲基三甲氧基硅烷；上述制备的15克硅氧烷交联剂B1；由1份氨丙基三乙氧基硅烷和1份甲基三乙氧基硅烷的水解产物(乙氧基含量37％)反应制成的12.5克粘合增进剂；和4.5克氨丙基三甲氧基硅烷。然后通过混合均匀加入以下物质来完成混合物的制备：63克具有150m2/g比表面积的热解法二氧化硅(商品名HDKV15，Wacker Chemie AG)、1.1克辛基膦酸、1.4克粘度为700mPa·s的聚乙二醇-聚丙二醇共聚物和2.5克通过二正丁基锡二乙酯和四乙氧基硅烷反应制成的锡催化剂。最后，混合物在约100mbar绝对压力下搅拌5分钟，并排除空气，及贮存。
试验1和试验2用制得的组合物进行试验。表1给出试验的结果。
将制得的组合物在PE薄片上制成2毫米厚的层，并在23℃/50％相对湿度下贮存。经过7天硬化后，测试其模量。结果如表1所示。
对比实施例1(CE1)
除了用14克甲基三甲氧基硅烷替代15克硅氧烷交联剂B1外，重复本发明实施例1中所述的步骤。
结果如表1所示。
对比实施例2(CE2)
除了用33克甲基三甲氧基硅烷水解产物(甲氧基含量为29.0％)替代15克硅氧烷交联剂B1外，重复本发明实施例1中所述的步骤。
结果如表1所示。
表1
| 实施例 | 水滴剩余物(试验2) | 环境疏水化(试验1)mm | 模量N/mm2 |
| 1 | 1 | ＜1 | 0.40 |
| CE1 | 3 | 5-6 | 0.39 |
| CE2 | 1-2 | ＜1 | 0.44 |
Claims (10)
1.一种含有下列通式单元的有机硅化合物：
RdXeSiY(4-d-e)/2 (I)
其中
R可以相同或不同，并且是单价的、可被氧原子隔开的任选取代的烃基，
X可以相同或不同，并且是羟基或单价的可水解基团，
Y可以相同或不同，并且是-O-或双官能的可水解基团，
d是0、1、2或3，和
e是0、1、2或3，
条件是d+e≤3，每个分子中存在2至100个通式(I)的单元，并且每个分子中存在至少一个双官能的可水解基团Y和至少一个基团X。
2.根据权利要求1所述的有机硅化合物，其是下列通式的化合物：
[XgR3-gSiY1/2-]p[XiR2-iSiY2/2-]q[XmR1-mSiY3/2-]r[SiY4/2-]s (II)
其中
R、X和Y分别定义如上，
g是0、1、2或3，
i是0、1或2，
m是0或1，
p是0或1至10的整数，
q是0或1至90的整数，
r是0或1至10的整数，和
s是0或1至10的整数，
条件是(p+q+r+s)是2至100的数，单元的分布可以是任意的，并且在每个分子中存在至少一个双官能的可水解基团Y和至少一个基团X。
3.根据权利要求1或2所述的有机硅化合物，其中，基团Y是-O-或二价的有机氧基团-OR2O-，其中R2是二价的、可被氧原子隔开的任选取代的烃基。
4.一种可交联组合物，其包括如权利要求1至3中的一项或多项所述的有机硅化合物。
5.根据权利要求4所述的可交联组合物，其是通过缩合反应可交联的组合物。
6.根据权利要求4或5所述的可交联组合物，所述的可交联组合物包括：
(A)含有至少两个可缩合基团的有机硅化合物，
(B)含有通式(I)单元的有机硅化合物，和任选
(C)交联剂，
(D)催化剂，
和任选
(E)填料，
和任选
(F)粘合增进剂
和任选
(G)增塑剂，和
任选
(H)添加剂。
7.根据权利要求4至6中的一项或多项所述的可交联组合物，以重量计组分(A)为100份，所述的可交联组合物包括0.5至30重量份的有机硅化合物(B)。
8.根据权利要求4至7中的一项或多项所述的可交联组合物，所述的可交联组合物包括：
(A)含通式(III)单元的有机硅化合物，
(B)通式(II)的有机硅化合物，
和任选
(C)交联剂，
和任选
(D)催化剂，
和任选
(E)增塑剂，
和任选
(F)填料
和任选
(G)粘合增进剂，和
任选
(H)添加剂。
9.一种制备如权利要求4至8中的一项或多项所述的可交联组合物的方法，其是通过以任何所需的顺序混合所有组分来制备。
10.一种模制品，其通过如权利要求4至8中的一项或多项所述组合物的交联而制造。
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