含甲矽烷基磷酸酯催化劑的可縮合反應固化的有機矽有機嵌段共聚物組合物及所述組合...的製作方法
2023-10-22 08:03:52 1
含甲矽烷基磷酸酯催化劑的可縮合反應固化的有機矽有機嵌段共聚物組合物及所述組合 ...的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種可縮合反應固化的組合物，所述組合物包含甲矽烷基磷酸酯催化劑和具有經由二價原子團連接至彼此的一個或多個聚有機矽氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含至少兩個矽鍵合的烷氧基基團，優選地具有形式PS–(A–PO)m–(A–PS)n，其中PO為聚氧化烯嵌段，PS代表聚有機矽氧烷嵌段，A為二價原子團，下標m和n獨立地具有至少為1的值，所述嵌段共聚物包含至少一個式(R』)q(OR)-SiO3-q/2的烷氧基取代矽氧烷單元，其中R代表具有1至4個碳原子的烷基基團，每個R』代表具有1至6個碳原子的烷基基團、苯基基團或式–OR的烷氧基基團，並且下標q具有為0、1或2的值，前提條件是所述嵌段共聚物中存在至少兩個矽鍵合的基團OR。本發明還提供了一種由在溼氣的存在下固化所述組合物而製得的親水性聚合物網絡。
【專利說明】含甲矽烷基磷酸酯催化劑的可縮合反應固化的有機矽有機嵌段共聚物組合物及所述組合物的製備和使用方法
[0001]相關專利申請的交叉引用和關於聯邦政府基金資助研究的聲明
[0002]根據美國法典第35篇第119(e)節，本專利申請要求提交於2011年3月31日的美國臨時專利申請第61/469842號的優先權。美國臨時專利申請第61/469842號據此以引用方式併入本文。
【技術領域】
[0003]一種可縮合反應固化的組合物包含具有可水解基團的有機矽有機嵌段共聚物和甲矽烷基磷酸酯催化劑。所述組合物在溼氣的存在下固化形成固化產物。可由所述可固化組合物製成不溶於水的親水性聚合物網絡。
【背景技術】
[0004]聚有機矽氧烷組合物通常具有低的表面能並且是疏水的。對於聚有機矽氧烷組合物的一些用途來說，需要親水性聚合物來賦予聚合物表面被接觸該表面的含水液體的改進潤溼，而同時保留聚有機矽氧烷的一些有利性質。
[0005]JP-A-2001-106781描述了一種通過使聚氧化烯二醇與矽酸鹽化合物任選地在酯交換催化劑的存在下反應所獲得的矽烷改性聚醚。產物可溼氣固化並可用作密封劑或粘合劑。
[0006]JP-2007-238820涉及一種親水性有機聚矽氧烷固化產物及其在塗層中的應用以提供優越的自清潔、抗靜電、防汙塞和低汙染性。它們基於的是具有至少2個矽醇基團和親水性基團的有機聚矽氧烷，所述矽醇基團能夠發生縮合反應以形成固化產物。
[0007]聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物(其中使聚氧化烯反應成共聚物的主鏈)的使用特別可用於經由縮合反應而反應成聚合物網絡，該網絡具有親水性質。
【發明內容】
[0008]一種可縮合反應固化的組合物包含:
[0009](A)甲矽烷基磷酸酯，和
[0010](B)聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物。
【具體實施方式】
[0011]成分(A)甲矽烷基磷酸酯催化劑
[0012]成分(A)為一種甲矽烷基磷酸酯催化劑。所述甲矽烷基磷酸酯催化劑可具有平均 / A1 \ O
式(i ): A1—S1-O-^P-(-O-A2 j ?其中每個下標a為0、1、2或3 ;每個下標b為0、1、
\ Aj /a
,2或3 ;前提條件是(a+b)之和為3並且下標a具有大於O的平均值。在式(i)中，每個基團A1獨立地為單價烴基。每個A2獨立地為氫原子或單價烴基。用於A1和A2的單價烴基的例子包括但不限於烷基如甲基、乙基、丙基、戍基、己基、庚基、乙基己基、羊基、癸基、十二燒基、十一烷基和十八烷基；烯基如乙烯基、稀丙基、丙烯基、丁烯基或己烯基；環烷基，例如環戊基和環己基；芳基如苯基、甲苯基或二甲苯基；烷芳基如苄基；和芳烷基如2-苯乙基。或者，下標a具有至少為I的平均值，或者下標a具有大於O、小於2的平均值，並且或者下標a具有I至小於2的平均值。或者，每個基團A1獨立地為I至4個碳原子的烷基基團。或者，每個A2獨立地為氫原子或I至4個碳原子的烷基基團。或者，每個A1均可為甲基。或者，每個A2均可為氫原子。用於成分(A)的甲矽烷基磷酸酯的例子包括三(三甲基甲矽烷基)磷酸酯，其可得自美國密蘇裡州聖路易斯的西格瑪-奧德裡奇公司(Sigma-AldrichCorp.0f St.Louis, MO, U.S.A)。
[0013]成分(B)嵌段共聚物
[0014]所述組合物的成分(B)為具有經由二價原子團連接至彼此的一個或多個聚有機矽氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物。所述嵌段共聚物包含至少兩個矽鍵合的烷氧基基團。
[0015]所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物可具有式PS- (A-PO)m- (A-PS)n，其中PO為聚氧化烯嵌段，PS代表聚有機矽氧烷嵌段，A為二價原子團，下標m和η各自獨立地具有至少為I的值。所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物包含至少一個式(R』 ),(OR)-SiOw2的烷氧基取代矽氧烷單元，其中R代表具有I至4個碳原子的烷基基團，每個R』代表具有I至6個碳原子的烷基基團、苯基基團或式-OR的烷氧基基團，並且q具有為
0、1或2的值，前提條件是嵌段共 聚物中存在至少兩個矽鍵合的基團0R。優選地，所述烷氧基基團選自甲氧基基團和乙氧基基團。或者，每個OR基團均為甲氧基基團。或者，每個OR基團均為乙氧基基團。
[0016]優選所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物為這樣，其末端PS嵌段代表由烷氧基取代矽氧烷單元封端的聚有機矽氧烷嵌段，所述烷氧基取代矽氧烷單元經由氧連接至PS嵌段的另一矽原子並具有式
[0017]
【權利要求】
1.一種可縮合反應固化的組合物，所述組合物包含: (A)甲矽烷基磷酸酯催化劑，和 (B)具有經由二價原子團連接至彼此的一個或多個聚有機矽氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含至少兩個矽鍵合的烷氧基基團，前提條件是當成分(B)含僅兩個矽鍵合的烷氧基基團時，則所述組合物還包含交聯劑。
2.根據權利要求1所述的組合物，其中所述甲矽烷基磷酸酯具有平均式:
3.根據權利要求2所述的組合物，其中每個基團A1獨立地為I至4個碳原子的烷基基團，且每個A2獨立地為氫原子或I至4個碳原子的烷基基團。
4.根據權利要求1所述的組合物，其中成分(A)為三(三甲基甲矽烷基)磷酸酯。
5.根據權利要求1所述的組合物，其中所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有式:PS - (A-PO)m- (A- PS)n，其中PO為聚氧化烯嵌段，PS代表聚有機矽氧烷嵌段，A為二價原子團，下標m和η獨立地具有至少為I的值，其中所述共聚物包含至少一個式(R』 ),(OR)-SiOw2的烷氧基取代矽氧烷單元，其中R代表具有I至4個碳原子的烷基基團，且每個R』代表具有I至6個碳原子的烷基基團、苯基基團或式-OR的烷氧基基團，並且q具有為0、1或2的值，前提條件是所述嵌段共聚物中存在至少兩個矽鍵合的基團0R。
6.根據權利要求5所述的組合物，其中所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有式PS- (A-PO-A-PS)nO
7.根據權利要求6所述的組合物，其中所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有末端PS嵌段，並且所述末端PS嵌段各具有烷氧基取代矽氧烷單元，所述烷氧基取代矽氧烷單元經由氧連接至所述末端PS嵌段的另一矽原子並具有式
8.根據權利要求5所述的組合物，其中所述PS嵌段主要為具有4至40個矽氧烷單元的聚二甲基矽氧烷嵌段。
9.根據權利要求5所述的組合物，其中所述烷氧基基團選自甲氧基基團和乙氧基基團。
10.根據權利要求9所述的組合物，其中所述烷氧基基團為乙氧基基團。
11.根據權利要求9所述的組合物，其中所述烷氧基基團為甲氧基基團。
12.根據權利要求5所述的組合物，其中所述PO嵌段具有通式-(CsH2sO)t_，其中每個下標s獨立地具有2至6的值並且每個下標t獨立地具有4至40的值。
13.根據權利要求12所述的組合物，其中A為連接所述PS和PO嵌段於一起的二價原子團，並且A選自具有2至10個碳原子的二價亞烷基基團和由通式-CsH2s-[Si (R^2)O]tSi (R*2) CsH2s-的二有機甲娃烷基亞烷基單兀封端的二價聚有機娃氧烷基團，其中R*定義為具有I至18個碳的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基。
14.根據權利要求1所述的組合物，所述組合物還包含(C)具有至少兩個能夠通過縮合反應與成分(B)的所述矽鍵合的烷氧基基團反應的矽鍵合的烷氧基基團的有機矽交聯劑，前提條件是如果成分(B)每分子僅具有兩個烷氧基基團，則成分(C)存在並且平均起來每分子具有不止兩個反應性矽鍵合的烷氧基基團。
15.根據權利要求14所述的組合物，其中成分(C)為包含矽氧烷單元的聚矽氧烷，所述矽氧烷單元選自式(Si04/2)的Q單元、式ITSiOv2的T單元、式Rb2Si02/2的D單元和式Ra3SiOva的M單元，其中所述Ra、Rb和Re取代基選自具有I至6個碳原子的烷基和烷氧基基團，至少三個Ra、Rb和/或Re取代基為烷氧基單元。
16.根據權利要求15所述的組合物，其中所述交聯劑為包含D單元和M單元的聚二有機矽氧烷，並且所述烷氧基基團鍵合到所述M單元。
17.根據權利要求7所述的組合物，其中平均起來每個存在的所述聚有機矽氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有不止兩個反應性矽鍵合的烷氧基基團並且其中不存在交聯劑。
18.根據權利要求14所述的組合物，所述組合物還包含不含聚氧化烯部分但具有所述一個或多個反應性矽鍵合的烷氧基基團的聚有機矽氧烷。
19.根據權利要求1所述的組合物，所述組合物還包含填料，所述填料選自:二氧化矽，包括熱解法二氧化矽、熔融二氧化矽、沉澱二氧化矽；硫酸鋇；硫酸鈣；碳酸鈣；矽酸鹽，包括滑石、長石和瓷土 ；膨潤土和其他粘土以及固體有機矽樹脂。
20.一種用於形成親水性聚合物網絡的方法，所述方法包括:使根據權利要求1至19中任一項的可固化組合物在溼氣的存在下反應。
21.根據權利要求20所述的不溶於水的親水性聚合物網絡，其中在用水潤溼時所述聚合物網絡的表面變得更親水，如向所述聚合物網絡的表面施加水滴後所述表面上水滴的接觸角隨時間減小所示，並且在所述聚合物網絡表面乾燥時可逆地變得更疏水。
【文檔編號】C08L83/12GK103476836SQ201280015724
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年3月12日 優先權日:2011年3月31日
【發明者】西蒙·庫克, 傑拉爾丁·杜蘭德, 託馬斯·伊斯頓, 維多利亞·詹姆斯, S·奧海爾, A·瑟格諾, R·泰勒 申請人:道康寧公司