聚硫醚,可濕固化組合物以及其制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種單組分可濕固化密封劑組合物以及制備該組合物的方法。該組合物包括甲硅烷基官能化聚硫醚和多環(huán)氧化物。還提供了制備密封劑組合物的方法。
【專利說明】聚硫醚，可濕固化組合物以及其制備和使用方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚硫醚和用于航空航天和其他應用的包含所述聚硫醚的組合物。更具 體地，本發(fā)明涉及單組分、可濕固化的包含聚硫醚的組合物。

【背景技術】
[0002] 用于航空航天和其他應用的密封劑通常是預混合冷凍組合物（PMF)或雙組分體 系。在雙組分體系中，第一組分含有主聚合物，如多硫化物聚合物和/或聚硫醚聚合物，以 及許多其它材料。第一組分不含有固化劑，固化劑在第二組分中。這兩種組分單獨制造，包 裝，并在使用前立即混合在一起。
[0003] 不同于需要在使用前混合固化糊料和基料的雙組分體系，PMF可通過外部因素，例 如溫度固化。出于這個原因，PMF必須被在例如-40° F到-80° F下冷凍，來抑制或減緩 固化反應。當PMF隨后被恢復到室溫時，固化速率顯著增加。PMF提供了不需要混合就可以 使用的便利性，因此比某些雙組份體系更具成本和時間效益。然而，現有的PMF具有有限的 保質期，必須存儲在極低的溫度下，如-40° F到-80° F，且需要基料組分和活化劑的混合， 接著立即冷凍，以減緩固化反應。使用之前低溫存儲PMF的需要是不方便和/或昂貴的。
[0004] 發(fā)明概述
[0005] 因此，人們希望提供一種單組分航空航天密封劑組合物，其在室溫下具有較長的 保質期，但是，當施涂在基材上和暴露于水分（如空氣中的水分）時，固化形成具有可接受 的性能、包括良好的剪切強度的固化密封劑。
[0006] 在第一方面中，公開了聚硫醚，其包含：(a)包含具有下式（I)的結構的主鏈：
[0007] -R1- [-S- (CH2) 2-0- [-R2-0-] m- (CH2) 2-S-R1] n- (I)
[0008] 其中：⑴每個R1獨立地選自c2_10正亞烷基、C 2_6支化亞烷基、C6_8環(huán)亞烷基、C6_ 10 烷基環(huán)亞烷基、雜環(huán)基、-[(-CH2_) p-x_](CH2h-基團和至少有一個-CH2-單元被甲基基團 取代的_[ 基團；（ii)每個R2獨立地選自C2_ 1Q的正亞烷基，C2_6支化 亞烷基、C6_8環(huán)亞烷基、C6_14烷基環(huán)亞烷基、雜環(huán)基和-^基團；（iii) 每個X獨立地選自0，S，和-NR6-基團，其中-NR6-基團中的R6選自Η和甲基基團；（iv)m的 范圍為0到50 ; (v)η是范圍在1至60的整數；(vi)p是范圍在2至6的整數；(vii)q是范 圍在1至5的整數；以及（viii)r是范圍在2至10的整數；和（b)每個分子中至少2個基 團具有以下結構（II):
[0009]

【權利要求】
1. 一種聚硫醚，其包括： (a) 包含具有下式（I)的結構的主鏈： -R1- [-S- (CH2) 2-〇- [-R2-。-] m- (CH2) 2-S-R1] n- (I) 其中： (i) 每個R1獨立地選自C2_1(l正亞烷基、C2_ 6支化亞烷基、C6_8環(huán)亞烷基、C6_1(l烷基環(huán) 亞烷基、雜環(huán)基、-[(-CH 2_)P-X_](CH2h_基團和至少有一個-CH2-單元被甲基基團取代 的 -[(_ch2_) ρ-χ-] q- (ch2) r-基團； (ii) 每個R2獨立地選自C2_1(l的正亞烷基、C2_ 6的支化亞烷基、C6_8的環(huán)亞烷基、C6_14的 燒基環(huán)亞燒基、雜環(huán)基和-[(-〇12-)1)-)(-](1-(〇1 2)1-基團； (iii) 每個X獨立地選自0, S，和-NR6-基團，其中-NR6-基團中的R6選自Η和甲基基 團； (iv) m的范圍為0到50 ; (v) η是范圍在1至60的整數； (vi) p是范圍在2至6的整數； (vii) q是范圍在1至5的整數；以及 (viii) r是范圍在2至10的整數；和 (b) 每個分子中至少2個具有下式結構的基團：
其中R3, R4和R5各自獨立地選自（V6正烷基、Cm支化烷基、取代的(^ 6正烷基和苯基 基團。
2. 根據權利要求1所述的聚硫醚，其中所述聚硫醚基本上不含砜、酯和/或二硫醚連接 基。
3. -種組合物，其包含根據權利要求1所述的聚硫醚和固化劑。
4. 根據權利要求3所述的組合物，其中所述固化劑包括多環(huán)氧化物。
5. 根據權利要求4所述的組合物，還包括堿性氧化物。
6. 根據權利要求5所述的組合物，其中所述堿性氧化物選自氧化鈣、氧化鋇、氧化鎂、 及上述的任意組合。
7. -種制備根據權利要求1所述的聚硫醚的方法，其包括使硫醇官能化的聚硫醚與鹵 代硅烷反應。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中所述硫醇官能化的聚硫醚具有下式的結構： HS_R1_ [_S_ (CH2) 2_0_ [_R2_0_] m_ (CH2) 2-S-R1] n_SH。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中所述巰基官能的聚硫醚包括含有二乙烯基醚和二 硫醇的反應物的反應產物。
10. 根據權利要求9所述的方法，其中所述二硫醇具有以下結構： HS-R7-SH 其中： R7選自C2_1(l正亞烷基、C2_6支化亞烷基、C 6_8環(huán)亞烷基、C6_1(l烷基環(huán)亞烷基、-[(-CH 2_) P-X_](CH丄-基團和至少有一個-CH2-單元被甲基基團取代的-[(-CH2_) P-X_](CH2) ^-基 團，其中： P是范圍在2至6的整數； q是范圍在1至5的整數； r是范圍在2至10的整數；和 X選自〇和S。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中R7選自 _ [ (-CH2_) p-o_] q- (CH2) r_ 矛卩 _ [ (-ch2-) p-s_] q- (CH2) r-。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中p和r均為2。
13. 根據權利要求9所述的方法，其中所述二乙烯基醚具有以下結構： CH2 = CH-0-(-R8-0-)m-CH = CH2 其中： R8選自C2_6正亞烷基，C2_6支化亞烷基，C 6_8環(huán)亞烷基，C6_1(l烷基環(huán)亞烷基，和-[(-CH 2_) p_〇_] q_ (CH2) J-基團，其中： P是范圍在2至6的整數； q是范圍在1至5的整數； 以及r是范圍在2至10的整數；和 m的范圍是0至50。
14. 根據權利要求7所述的方法，其中所述硫醇官能化的聚硫醚具有以下結構： B (-A-SH)z 其中： (i) A表示式（I)的結構； (ii) B表示多官能化試劑的z價殘基；以及 (iii) z具有大于2. 0的平均值。
15. 根據權利要求7所述的方法，其中所述鹵代硅烷用如下通式表示：
其中： X是鹵原子；并且 R3、R4和R5各自獨立地選自（V6正烷基，(^_ 6支化烷基，取代的(V6正烷基和苯基基團。
16. -種制備可固化組合物的方法，其包括將多環(huán)氧化物和由根據權利要求7所述的 方法制備的聚硫醚結合。
17. -種組合物，其包含： (a) 甲硅烷基官能化的聚合物； (b) 多環(huán)氧化物；及 (C)堿性氧化物。
18. 根據權利要求17所述的組合物，其中所述甲硅烷基官能化的聚合物包含聚硫醚， 該聚硫醚包含： (a) 包含具有下式（I)的結構的主鏈： -R1- [-S- (CH2) 2-〇- [-r2-o-] m- (CH2) 2-s-r1] n- (I) 其中： (i) 每個R1獨立地選自C2_1(l正亞烷基、C2- 6支化亞烷基、C6_8環(huán)亞烷基、C6_1(l烷基環(huán) 亞烷基、雜環(huán)基、-[(-CH 2_)P-X_](CH2h_基團和至少有一個-CH2-單元被甲基基團取代 的 -[(_ch2_) ρ-χ-] q- (ch2) r-基團； (ii) 每個R2獨立地選自C2_1(l正亞烷基，C2- 6支化亞烷基，C6_8環(huán)亞烷基，C6_14烷基環(huán)亞 燒基，雜環(huán)基，和-基團； (iii) 每個X獨立地選自0, S，和-NR6-基團，其中-NR6-基團中的R6選自Η和甲基基 團； (iv) m的范圍為從0到50 ; (v) η是范圍在1至60的整數； (vi) p是范圍在2至6的整數； (vii) q是范圍在1至5的整數；以及 (viii) r是范圍在2至10的整數；和 (b) 每個分子中至少2個具有以下結構的基團：
其中R3, R4和R5各自獨立地選自（^6正烷基、Ca支化烷基、取代的(^ 6正烷基和苯基 基團。
19. 根據權利要求18所述的組合物，其中所述堿性氧化物選自氧化鈣、氧化鋇、氧化 鎂、及上述的任意組合。
【文檔編號】C08G75/02GK104144969SQ201380005403
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年1月10日 優(yōu)先權日:2012年1月12日
【發(fā)明者】C·帕耶爾, 小A·M·雷耶斯, R·A·凱萊德吉安, G·扎布雷奇 申請人:Prc-迪索托國際公司