具有改善的對(duì)混凝土粘合性的可濕氣固化的甲硅烷基化聚合物組合物的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)披露了可濕氣固化的樹脂組合物，其包含：(a)至少一種具有至少一個(gè)可水解的甲硅烷基的可濕氣固化的聚合物；(b)至少一種烴基烷氧基硅烷；和(c)至少一種含有環(huán)氧丙氧基的硅烷粘合促進(jìn)劑。所述組合物也可包含包括以下的添加劑：用于催化在具有至少一個(gè)可水解的甲硅烷基的可濕氣固化的聚合物(a)與水之間在固化條件下的反應(yīng)的催化劑、填料、增塑劑、以及它們的組合。所述可濕氣固化的樹脂組合物可用于制備用于未灌注混凝土施用的粘合劑、密封劑和涂料。
【專利說明】具有改善的對(duì)混凝土粘合性的可濕氣固化的甲硅烷基化聚合物組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可濕氣固化的樹脂組合物，其當(dāng)浸入水中至少7天時(shí)，固化后提供具有改善的對(duì)未灌注(unprimed)混凝土基底的粘合性的固化組合物。更具體而言，本發(fā)明涉及包含甲硅烷基化聚合物、烴基烷氧基硅烷和硅烷粘合促進(jìn)劑的可濕氣固化的樹脂組合物，還涉及含有這些可濕氣固化的樹脂組合物的可濕氣固化的密封劑、粘合劑和涂料組合物以及由其制備的制品。
【背景技術(shù)】
[0002]可水解的硅烷-封端的聚合物通常用于粘合劑，密封劑和涂料的市場(chǎng)。這至少部分歸因于它們的環(huán)境耐久性和對(duì)多種基底諸如玻璃、鋁和塑料等的粘合性(adhesion)。可水解的硅烷-封端的聚合物和它們?cè)诿芊鈩?，粘合劑和涂料中的用途已?jīng)披露于現(xiàn)有技術(shù)中。說明性地，美國專利3，627，722披露了由異氰酸酯-封端的聚合物制備的聚氨酯密封劑，其中至少5%的異氰酸酯基團(tuán)用三烷氧基甲硅烷基基團(tuán)封端。美國專利5，990，257披露了在甲硅烷基化的聚氨酯預(yù)聚物的形成中使用極低不飽和度聚醚多元醇制備的甲硅烷基化的聚氨酯?！?57專利披露了這些甲硅烷基化的聚氨酯在固化成低粘性密封劑之后顯示出改善的機(jī)械性質(zhì)。同樣地，美國專利6，498，210描述了甲硅烷基化的聚氨酯聚合物，其含有未反應(yīng)的異氰酸酯基團(tuán)或低分子量終止劑?！?10專利披露了這些聚合物在固化后提供改善的拉伸強(qiáng)度。此外，美國專利6，001, 946披露了一類N-甲硅烷基烷基-天冬氨酸酯-封端的聚氨酯聚合物和由所述甲硅烷基化的聚合物制備的密封劑制劑，據(jù)說所述甲硅烷基化的聚合物顯示出改善的伸長率，拉伸強(qiáng)度和抗撕性能。美國專利6，001, 946披露了基于氨基烷基硅烷的馬來酸酯-加合物的可固化的硅烷-封端的聚合物。美國專利7，319，128披露了通過羥基-封端的有機(jī)聚合物與異氰酸基官能化的硅烷在催化劑的存在下反應(yīng)獲得的有機(jī)基氧基甲硅烷基-封端的聚合物。
[0003]遺憾的是，基于這些可水解的硅烷-封端的聚合物的常規(guī)的涂料、粘合劑和密封劑在其固化后往往具有差的對(duì)未灌注混凝土基底的濕浸泡粘合性。已經(jīng)試圖改善由甲硅烷基化聚合物制備的產(chǎn)品對(duì)未灌注混凝土基底的粘合性。說明性地，美國專利4，810，748披露了對(duì)有機(jī)硅密封劑使用環(huán)氧官能化的有機(jī)硅流體添加劑來改善粘合性。美國專利5，216，057披露了含有聚硅氧烷油乳劑的丙烯酸乳膠密封劑在研缽(mortar)上具有改善的濕浸泡粘合性。美國專利6，602，964披露了使用含有巰基-和烷基官能團(tuán)的聚倍半硅氧烷來改善甲硅烷基化聚氨酯組合物的粘合性。類似地，美國專利申請(qǐng)公開2007/0066768披露了含有硅烷和聚硅氧烷共混物的甲硅烷基化聚氨酯組合物在暴露于水之后改善了對(duì)混凝土的粘合性。盡管這些努力已經(jīng)顯示了對(duì)未灌注混凝土的粘合性的某些改善，但這些樹脂組合物當(dāng)在未灌注混凝土上的固化組合物浸入水中7天或者更長時(shí)往往發(fā)生粘合模式失效和具有低的剝離強(qiáng)度。
[0004]因此，在可水解的硅烷-封端的聚合物團(tuán)體中，仍然需要在浸入水中至少7天仍具有高的從未灌注混凝土基底上的剝離強(qiáng)度和內(nèi)聚失效模式的樹脂組合物。本發(fā)明提供該需要的一種解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及可濕氣固化的樹脂組合物，其包括(a)至少一種具有至少一個(gè)可水解的甲硅烷基的可濕氣固化的聚合物；(b)至少一種烴基烷氧基硅烷；和(C)至少一種含有環(huán)氧丙氧基的硅烷粘合促進(jìn)劑，其中
[0006](i)所述組分(b)在可濕氣固化的樹脂組合物中的存在量為約5至約35wt%，基于所述組分(a)的重量；
[0007](ii)所述組分(C)在可濕氣固化的樹脂組合物中的存在量為約I至約25wt%，基于所述組分(a)的重量；
[0008](iii)所述組分(b)和所述組分(C)在可濕氣固化的樹脂組合物中的存在總量為約10至約45wt%,基于所述組分(a)的重量；
[0009]條件是
[0010](i)所述可濕氣固化的樹脂組合物基本上不含羥基-封端的二甲基硅氧烷；和
[0011](ii)所述可濕氣固化的樹脂組合物基本上不含低分子量二醇。
[0012]在上述組合物的一種實(shí)施方式中，可濕氣固化的聚合物(a)具有通式(I):
[0013]
【權(quán)利要求】
1.可濕氣固化的樹脂組合物，其包含: (a)至少一種具有至少一個(gè)可水解的甲硅烷基的可濕氣固化的聚合物 (b)至少一種由通式(II)表示的烴基烷氧基硅烷；
R6CH2CH2Si (CH3) c(OCH3) 3-c 式(II) 其中c為O或1，R6為2至18個(gè)碳原子的烷基或烯基； (c)至少一種由通式(III)表示的硅烷粘合促進(jìn)劑

2.權(quán)利要求1的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述組分(a)具有通式⑴:
3.權(quán)利要求2的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述組分(a)源于多元醇反應(yīng)物或者多元醇反應(yīng)物的組合，所述多元醇任選地包含選自氨基甲酸酯基團(tuán)、硫代氨基甲酸酯基團(tuán)、脲基團(tuán)、縮二脲基團(tuán)、酯基團(tuán)、硫酯基團(tuán)、醚基團(tuán)、硫醚基團(tuán)和酰胺基團(tuán)的至少一個(gè)有機(jī)官能團(tuán)。
4.權(quán)利要求3的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述多元醇反應(yīng)物的數(shù)均分子量為300 至 24，000 克每摩爾(g/mol)。
5.權(quán)利要求2的可濕氣固化的樹脂組合物，其中R1是數(shù)均分子量為500至25，000克每摩爾的聚合物片段，R2是具有I至3個(gè)碳原子的亞烷基W是氧或結(jié)構(gòu)(_)2NR3的取代的氮，其中R3是氫；A2是結(jié)構(gòu)(_)2NR3的取代的氮，其中R3是氫、烷基或芳基，其中非氫的每個(gè)R3含有I至10個(gè)碳原子J1和X2是甲氧基、乙氧基或丙氧基；X3是甲基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。
6.權(quán)利要求2的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述可濕氣固化的聚合物(a)通過使多元醇或多元醇的組合與少于當(dāng)量的至稍微超過當(dāng)量的含有異氰酸酯基團(tuán)的可水解的硅烷反應(yīng)而制備。
7.權(quán)利要求6的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述可水解硅烷選自異氰酸基甲基三甲氧基硅烷、異氰酸基甲基甲基二甲氧基硅烷、3-異氰酸基丙基三甲氧基硅烷、3-異氰酸基異丙基二甲氧基硅烷、4-異氰酸基丁基二甲氧基硅烷、2-異氰酸基_1，1- 二甲基乙基二甲氧基硅烷、3-異氰酸基丙基二乙氧基硅烷、3-異氰酸基異丙基二乙氧基硅烷、4-異氰酸基丁基二乙氧基硅烷、2-異氰酸基-1，1- 二甲基乙基二乙氧基硅烷、3-異氰酸基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-異氰酸基異丙基二甲基甲氧基硅烷、4-異氰酸基丁基苯基二甲氧基硅烷、2-(4-異氰酸基苯基)乙基甲基二甲氧基硅烷，以及它們的混合物。
8.權(quán)利要求1的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述組分(a)表示為通式(VII):

9.權(quán)利要求8的可濕氣固化的樹脂組合物，其中組分(a)是通過包括以下步驟的方法制備的甲硅烷基化聚氨酯:(a)使多元醇組分與二異氰酸酯組分以多元醇組分相對(duì)于二異氰酸酯組分化學(xué)計(jì)量過量方式反應(yīng)形成羥基-封端的聚氨酯；以及(b)使該羥基-封端的聚氨酯與一種或多種式OCN-R2-SiX1X2X3的異氰酸酯硅烷反應(yīng)，其中每次出現(xiàn)時(shí)R2獨(dú)立地為含有I至12個(gè)碳原子的二價(jià)亞烴基，每次出現(xiàn)時(shí)X1獨(dú)立地為R4O-,其中每個(gè)R4獨(dú)立地選自氫、烷基、烯基、烷芳基、芳基和芳烷基，其中每個(gè)非氫的R4含有I至18個(gè)碳原子，和任選地含有至少一個(gè)氧或硫原子；每次出現(xiàn)時(shí)X2和X3獨(dú)立地選自R4O-和R5，其中每個(gè)R4獨(dú)立地選自氫、烷基、烯基、烷芳基、芳基和芳烷基，其中每個(gè)非氫的R4含有I至18個(gè)碳原子，和任選地含有至少一個(gè)氧或硫原子，每個(gè)R5獨(dú)立地為含有I至6個(gè)碳原子的烷基。
10.權(quán)利要求9的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述多元醇選自羥基-封端的聚環(huán)氧丙烷、羥基-封端的聚環(huán)氧乙烷、羥基-封端的聚環(huán)氧丁烷，以及它們的組合。
11.權(quán)利要求10的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述二異氰酸酯選自2，4-甲苯二異氰酸酯，2，6-甲苯二異氰酸酯，2，4-甲苯二異氰酸酯和2，6-甲苯二異氰酸酯異構(gòu)體的混合物，4，4’ - 二苯基-甲烷二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，二環(huán)己基甲烷_4，4’ - 二異氰酸酯，含有2，4-異構(gòu)體和4，4’ -異構(gòu)體的混合物的各種液體二苯基甲烷-二異氰酸酯，以及它們的組合。
12.權(quán)利要求1的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述組分(b)選自丁基-三甲氧基_硅烷、仲丁基_ 二甲氧基_硅烷、己基_ 二甲氧基_硅烷、己基_ 二甲氧基_甲基-硅烷、己-5-烯基-三甲氧基-硅烷、己-5-烯基-二甲氧基-甲基-硅烷、三甲氧基-辛基-硅烷、二甲氧基-甲基-辛基-硅烷、癸基-三甲氧基-硅烷、癸基-二甲氧基-甲基-硅烷、十二烷基_ 二甲氧基_硅 烷、十二烷基_ 二甲氧基_甲基-硅烷、十六烷基_ 二甲氧基_娃燒、十六烷基_ 二甲氧基_甲基-硅烷、十八烷基_ 二甲氧基_硅烷、二甲氧基_甲基-十八烷基_硅烷、二甲氧基_甲基-二十烷基_硅烷、二甲氧基_甲基-二十烷基_硅烷，以及它們的組合。
13.權(quán)利要求11的可濕氣固化的樹脂組合物，其中所述組分(c)選自三甲氧基-(3-環(huán)氧乙烷基甲氧基_丙基)-硅烷、二甲氧基_甲基_(3_環(huán)氧乙烷基甲氧基_丙基)-硅烷，以及它們的組合。
14.權(quán)利要求1的可濕氣固化的組合物，其中該組合物基本上不含氨基官能的烷氧基硅烷。
15.權(quán)利要求1的可濕氣固化的組合物，其還包含至少一種選自以下的添加劑:用于催化在所述組分(a)與水之間在固化條件下的反應(yīng)的催化劑、填料、增塑劑、以及它們的組入口 ο
16.權(quán)利要求15的可濕氣固化的組合物，其還包含至少一種選自以下的添加劑:顏料、觸變劑、蠟、防流掛劑、穩(wěn)定劑、粘度改性劑以及它們的組合。
17.固化組合物，其通過使權(quán)利要求1的組合物與水接觸制備。
18.可濕氣固化的密封劑、粘合劑或涂料，其包含權(quán)利要求1的可濕氣固化的樹脂組合物。
19.處理基底的方法，其包括: (a)提供權(quán)利要求1的組合物； (b)將所述組合物施用至基底的表面。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述基底是混凝土。
21.制品，其包括固化的權(quán)利要求1的可濕氣固化的樹脂組合物和與該固化的可濕氣固化的樹脂組合物粘結(jié)的未灌注混凝土基底。
22.權(quán)利要求21的制品，其中該制品在暴露于水7天之后具有最小至少20%的內(nèi)聚失效以及1.80至8.90N/mm(10至501b/in)的剝離強(qiáng)度，當(dāng)該制品根據(jù)ASTM C-794-06進(jìn)行測(cè)試時(shí)?！?br> 【文檔編號(hào)】C08G65/336GK103582674SQ201280026789
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】M.W.黃, J.I.內(nèi)舍伊瓦特 申請(qǐng)人:莫門蒂夫性能材料股份有限公司