專利名稱：含硅氧烷的組合物的制作方法
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政府許可的權(quán)利美國(guó)政府在本發(fā)明中具有付費(fèi)許可的權(quán)利和具有在受限情況下在例如國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室授予的權(quán)利號(hào)ZAX-33628-02的條款所提供的合理?xiàng)l款下要求專利擁有者許可其他人的權(quán)利。
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及含硅氧烷的組合物，和更具體地，涉及含硅氧烷的組合物和制備該含硅氧烷的組合物的方法。
相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的說明
共聚物是聚合物科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的。當(dāng)兩種或更多種不同的重復(fù)單元(即單體)在聚合物鏈內(nèi)連接時(shí)，形成共聚物，這與其中采用僅僅一種重復(fù)單元形成聚合物鏈的均聚物相反。由于共聚物包括至少兩種重復(fù)單元，因此共聚物可基于聚合物鏈內(nèi)重復(fù)單元如何排列來分類。共聚物的這些分類包括無規(guī)、交替、嵌段、接枝、星形和刷形。

嵌段共聚物包括不同聚合的單體的嵌段，即化學(xué)嵌段。例如，通過首先聚合苯乙烯，然后隨后聚合MMA，制備聚苯乙烯-b-聚(甲基丙烯酸甲酯)，也稱為PS-b-PMMA。PS-b-PMMA是二嵌段共聚物，因?yàn)樗瑑煞N不同的化學(xué)嵌段。也可以類似的方式分別制備三嵌段、四嵌段和五嵌段共聚物，其中包括三、四和五個(gè)化學(xué)嵌段。嵌段共聚物可微相分離，形成周期性的納米結(jié)構(gòu)。在微相分離中，不同化學(xué)嵌段彼此遠(yuǎn)離移動(dòng)，因?yàn)樗鼈冎g的共價(jià)鍵允許形成納米尺寸的結(jié)構(gòu)。這些納米尺寸的結(jié)構(gòu)可看起來象例如在PS基體內(nèi)的MMA球或者相反，或者該結(jié)構(gòu)可以是長(zhǎng)條，即層狀或圓柱體。嵌段共聚物是有用的，因?yàn)樵撉抖喂簿畚飪A向于包括不同化學(xué)嵌段的化學(xué)和物理性能。

含硅氧烷嵌段以及脲和氨基甲酸酯嵌段中至少之一的嵌段共聚物也稱為硅氧烷-有機(jī)共聚物或鏈段硅氧烷-脲(氨基甲酸酯)共聚物，其是本領(lǐng)域眾所周知的。典型地通過使聚硅氧烷例如胺官能的聚二甲基硅氧烷與二異氰酸酯以及胺和多元醇中的至少一個(gè)反應(yīng)，制備這些硅氧烷-有機(jī)共聚物。聚硅氧烷具有本領(lǐng)域眾所周知的性能。這些性能包括高的熱、UV光和氧化穩(wěn)定性、低的表面能、疏水性、高的透氣性、增加的電性能和生物相容性。然而，由于約-123℃的低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，因此聚硅氧烷在室溫下顯示出差的機(jī)械性能。通過結(jié)合聚硅氧烷與脲和/或氨基甲酸酯嵌段，由其形成的硅氧烷-有機(jī)共聚物相對(duì)于單獨(dú)的聚硅氧烷具有改進(jìn)的機(jī)械性能。硅氧烷嵌段典型地分類為軟鏈段(這是由于無機(jī)主鏈導(dǎo)致的)，和脲與氨基甲酸酯嵌段典型地被分類為硬鏈段(這是由于有機(jī)主鏈導(dǎo)致的)。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“軟和硬鏈段”通常涉及該鏈段的剛性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

為了進(jìn)一步利用以上所述的硅氧烷-有機(jī)共聚物的性能，許多公司制造了組合物，例如壓敏粘合劑。這些組合物典型地包括硅氧烷-有機(jī)共聚物和增粘樹脂。增粘樹脂典型地為有機(jī)硅樹脂，例如MQ樹脂，該樹脂可包括與硅鍵合的氫、與硅鍵合的鏈烯基和硅醛基(silonal group)。然而，增粘樹脂典型地保持對(duì)共聚物不反應(yīng)，對(duì)于要求機(jī)械強(qiáng)度的應(yīng)用來說，這可導(dǎo)致蠕變失效。

仍需要機(jī)會(huì)提供由聚硅氧烷、異氰酸酯組分和有機(jī)硅樹脂制備的含硅氧烷的組合物。聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂包括對(duì)異氰酸酯組分具有反應(yīng)性的與碳鍵合的官能團(tuán)，以制備含硅氧烷的組合物。還需要機(jī)會(huì)提供制備含硅氧烷的組合物的方法。
發(fā)明概述和優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提供含硅氧烷的組合物。該含硅氧烷的組合物包含第一組分和相對(duì)第一組分過量的異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物，以形成異氰酸酯化的中間體。第一組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂之一。第一組分包括選自羥基和胺基的與碳鍵合的官能團(tuán)。異氰酸酯組分對(duì)第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)具有反應(yīng)性。由于存在過量的異氰酸酯組分，因此異氰酸酯化的中間體包括多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)。含硅氧烷的組合物包含第二組分的進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。第二組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的另一個(gè)。第二組分包括對(duì)異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯官能團(tuán)具有反應(yīng)性的多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)用以制備含硅氧烷的組合物。

本發(fā)明進(jìn)一步提供制備含硅氧烷的組合物的方法。對(duì)于該方法來說，提供第一組分，和第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)與所述過量的異氰酸酯基反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。第二組分與異氰酸酯化的中間體中的至少一個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)，以制備含硅氧烷的組合物。

本發(fā)明提供聚硅氧烷、異氰酸酯組分和有機(jī)硅樹脂的獨(dú)特結(jié)合物，以制備含硅氧烷的組合物。含硅氧烷的組合物具有改進(jìn)的化學(xué)和物理性能，這部分是由于每一組分的性能導(dǎo)致的。這些性能包括高的熱、UV光和氧化穩(wěn)定性、低的表面能、疏水性、高的透氣性、增加的電性能和生物相容性。另外，本發(fā)明還提供制備含硅氧烷的組合物的獨(dú)特方法。
附圖的簡(jiǎn)要說明
當(dāng)結(jié)合隨后的附圖考慮時(shí)，通過參考下述詳細(xì)說明，將容易理解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冏兊酶美斫?，其?


圖1是闡述作為本發(fā)明中發(fā)明組合物的實(shí)施例5、8和14的溫度變化的函數(shù)的儲(chǔ)能模量(G′)的直線圖；和
圖2是闡述作為本發(fā)明組合物中實(shí)施例5、8和14的溫度變化的函數(shù)的tgδ的直線圖。
發(fā)明詳述
本發(fā)明提供含硅氧烷的組合物和制備含硅氧烷的組合物(下文稱為該組合物)的方法。“含硅氧烷”是指組合物包含重復(fù)的硅-氧鍵，即-Si-O-主鏈。

可在任何工業(yè)中使用該組合物且它可包括任何形式。例如，該組合物可包括膜、涂層、纖維、液體、泡沫體、彈性體、粒料、粉末等。要理解，可采用特定組分和比例制備該組合物，以便制備適合于各種用途的組合物。該組合物具有各種性能。這些性能包括但不限于高的熱穩(wěn)定性、UV光穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性、低的表面能、疏水性、高的透氣性、增加的電性能和優(yōu)良的生物相容性。

可使用該組合物形成制品。若該組合物用于形成制品，則可通過本領(lǐng)域已知的任何方法形成制品。例如，可模塑或擠出該組合物形成制品。由該組合物形成的制品的實(shí)例包括熱塑性模塑部件，熱固性模塑部件，熱熔粘合劑部件，墊圈，密封件，O形環(huán)，連接器和本領(lǐng)域已知的其他制品。

在一個(gè)實(shí)施方案中，該組合物用作粘合劑，以例如形成為粘合劑層的制品。例如，可使用該組合物作為壓敏粘合劑或者用于制備膠帶。粘合劑可包括僅僅該組合物，或者可包括額外的組分，例如但不限于溶劑?？墒褂迷摻M合物制備組件，例如當(dāng)該組合物用作粘合劑時(shí)。使用該組合物作為粘合劑制造的組件的實(shí)例包括電子組件、光子組件、聲音阻尼組件、和本領(lǐng)域已知的其他組件。

在另一實(shí)施方案中，使用組合物來處理預(yù)成形的制品，例如但不限于紡織品和纖維。在這一實(shí)施方案中，組合物是為涂層或處理層的制品。例如，可使用該組合物來處理預(yù)成形的制品，以便它們拒水，即疏水。該組合物可覆蓋并保護(hù)至少一部分預(yù)成形的制品和/或可滲透至少一部分預(yù)成形的制品。若使用該組合物處理預(yù)成形的制品，則可通過本領(lǐng)域已知的任何方法處理該預(yù)成形的制品。例如，可在組合物中噴灑浸漬、密封或涂布預(yù)成形的制品。要理解，本發(fā)明不限于組合物的任何特定應(yīng)用。還要理解，可使用該組合物形成以上沒有描述和例舉的本領(lǐng)域已知的其他制品。

在一個(gè)實(shí)施方案中，不固化該組合物。在另一實(shí)施方案中，組合物被固化?！肮袒笔侵附M合物交聯(lián)，變得剛硬。若固化的話，則可通過本領(lǐng)域已知的任何方法固化該組合物。固化組合物的合適方法的具體實(shí)例包括室溫硫化(RTV)、自由基固化、輻射線和光誘導(dǎo)的固化(其中包括UV固化)、濕氣誘導(dǎo)的固化、醇解、氫化硅烷化固化、和通過有機(jī)側(cè)鏈的反應(yīng)(若存在的話)而交聯(lián)等。

如果固化，則組合物具有物理轉(zhuǎn)變溫度，即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或熔融轉(zhuǎn)變溫度，以便固化的組合物在使用條件下在達(dá)到一定溫度時(shí)經(jīng)歷因軟化或粘度的非線性下降而標(biāo)記的變化。可以通過選擇形成組合物所使用的特定組分和各組分的用量，或高或低偏移物理轉(zhuǎn)變溫度。

組合物包含第一組分和相對(duì)第一組分過量的異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物?！斑^量”是指全部第一組分典型地與異氰酸酯組分反應(yīng)。然而，要理解，某一含量的第一組分和/或某一含量的異氰酸酯組分可保持未反應(yīng)。第一組分和異氰酸酯組分反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。第一組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的一種。在第一實(shí)施方案中，第一組分是聚硅氧烷。在第二實(shí)施方案中，第一組分是有機(jī)硅樹脂。以下將進(jìn)一步詳細(xì)地描述第一和第二實(shí)施方案。

第一組分包括與碳鍵合的官能團(tuán)。與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基和胺基之一。第一組分中與碳鍵合的官能團(tuán)典型地為端基。然而，與碳鍵合的官能團(tuán)可以是非端基，例如但不限于側(cè)基。在其他實(shí)施方案中，第一組分可包括多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)，其中包括羥基和胺基中的至少一個(gè)。在這些實(shí)施方案中，與碳鍵合的官能團(tuán)中的至少一個(gè)可以選自本領(lǐng)域已知的其他官能團(tuán)，例如但不限于烷氧基或氫化物基(hydride group)。此外，多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)中的每一個(gè)可以彼此相同或不同。例如，第一組分可包括一個(gè)與碳鍵合的羥基和一個(gè)與碳鍵合的胺基，兩個(gè)與碳鍵合的羥基，兩個(gè)與碳鍵合的胺基等。要理解，若第一組分包括多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)，則與碳鍵合的官能團(tuán)的各種組合是可能的。在其他實(shí)施方案中，第一組分進(jìn)一步包括至少一個(gè)非與碳鍵合的官能團(tuán)，所述非與碳鍵合的官能團(tuán)可以是本領(lǐng)域已知的任何官能團(tuán)。例如，第一組分中的非與碳鍵合的官能團(tuán)可以是與硅鍵合的羥基或與硅鍵合的胺基。

第一組分可以任何用量存在于組合物內(nèi)。在其中第一組分是聚硅氧烷的第一實(shí)施方案中，第一組分的存在量基于100重量份組合物，典型地為5.0-98，更典型地25-95，最典型地50-95重量份。在其中第一組分是有機(jī)硅樹脂的第二實(shí)施方案中，第一組分的存在量基于100重量份組合物，典型地為5.0-70，更典型地10-40，最典型地20-30重量份。

異氰酸酯組分對(duì)第一組分中與碳鍵合的官能團(tuán)具有反應(yīng)性。要理解，異氰酸酯組分也可對(duì)第一組分中的其他官能團(tuán)，其中包括與碳鍵合和/或非與碳鍵合的官能團(tuán)(若存在的話)具有反應(yīng)性。異氰酸酯組分可以是本領(lǐng)域已知的任何異氰酸酯組分。用于形成組合物的合適的異氰酸酯組分的實(shí)例包括有機(jī)多異氰酸酯(它可具有兩個(gè)或更多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán))，且包括常規(guī)的脂族、脂環(huán)族、芳脂族和芳族異氰酸酯。異氰酸酯組分可選自二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，異氰酸酯組分的通式為OCN-R-NCO，其中R選自烷基部分、芳基部分和芳烷基部分之一。在這一實(shí)施方案中，異氰酸酯組分可包括任何數(shù)量的碳原子，典型地4-20個(gè)碳原子。

合適的異氰酸酯組分的具體實(shí)例包括，在亞烷基內(nèi)具有4-12個(gè)碳的亞烷基二異氰酸酯，例如1，12-十二烷二異氰酸酯、2-乙基-1，4-四亞甲基二異氰酸酯、2-甲基-1，5-五亞甲基二異氰酸酯、1，4-四亞甲基二異氰酸酯，和優(yōu)選1，6-六亞甲基二異氰酸酯；脂環(huán)族二異氰酸酯，例如1，3-和1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯以及這些異構(gòu)體的任何混合物，1-異氰酸根-3，3，5-三甲基-5-異氰酸甲酯基環(huán)己烷、2，4-和2，6-六氫甲苯二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物，4，4′-、2，2′-和2，4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物，和芳族二異氰酸酯與多異氰酸酯，例如2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物，4，4′-、2，4′-和2，2′-二苯甲烷二異氰酸酯和相應(yīng)的異構(gòu)體混合物，4，4′-、2，4′-和2，2-二苯甲烷二異氰酸酯和多亞苯基多亞甲基多異氰酸酯，以及MDI和甲苯二異氰酸酯的混合物。

異氰酸酯組分可包括改性的多價(jià)異氰酸酯，即通過有機(jī)二異氰酸酯和/或多異氰酸酯的部分化學(xué)反應(yīng)獲得的產(chǎn)物。合適的改性多價(jià)異氰酸酯的實(shí)例包括含酯基、脲基、縮二脲基、脲基甲酸酯基、碳二亞胺基、異氰脲酸酯基和/或氨基甲酸酯基的二異氰酸酯和/或多異氰酸酯。合適的改性多價(jià)異氰酸酯的具體實(shí)例包括例如具有低分子量二醇、三醇、二亞烷基二醇、三亞烷基二醇或分子量最多6000的聚氧亞烷基二醇的含氨基甲酸酯基，且基于總重量NCO含量為15-33.6重量份的有機(jī)多異氰酸酯；改性4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯或2，4-和2，6-甲苯二異氰酸酯，其中可單獨(dú)或以混合物形式使用的二-和聚氧亞烷基二醇的實(shí)例包括二乙二醇、二丙二醇、聚氧亞乙基二醇、聚氧亞丙基二醇、聚氧亞乙基二醇、聚氧亞丙基二醇和聚氧亞丙基聚氧亞乙基二醇或三醇。含NCO基且基于異氰酸酯的總重量NCO含量為3.5-29重量份且由聚酯多元醇和/或聚醚多元醇生產(chǎn)的預(yù)聚物；4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯，2，4′-和4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯的混合物，2，4-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯或聚合的MDI也是合適的。此外，基于異氰酸酯組分的總重量NCO含量為15-33.6重量份的含碳二亞胺基的液體多異氰酸酯也可以是合適的，例如基于4，4′-和2，4′-和/或2，2′-二苯甲烷二異氰酸酯和/或2，4′-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯。改性多異氰酸酯可任選地一起混合，或者與未改性的有機(jī)多異氰酸酯例如2，4′-和4，4′-二苯甲烷二異氰酸酯、聚合MDI、2，4′-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯一起混合。

在一個(gè)實(shí)施方案中，異氰酸酯組分是二異氰酸酯。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，二異氰酸酯包括兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)，即兩個(gè)NCO基。在這一實(shí)施方案中，兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)中的一個(gè)與第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)，即羥基或胺基反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。兩個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)中的另一個(gè)典型地保持未與第一組分反應(yīng)?；蛘撸瑑蓚€(gè)異氰酸酯官能團(tuán)中的另一個(gè)可與第一組分的另一分子中的與碳鍵合的官能團(tuán)反應(yīng)。

在另一實(shí)施方案中，異氰酸酯組分是多異氰酸酯。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，多異氰酸酯包括三個(gè)或更多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)。在這一實(shí)施方案中，異氰酸酯官能團(tuán)中的一個(gè)與第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)，即羥基或胺基反應(yīng)。其余異氰酸酯基典型地保持未與第一組分反應(yīng)。或者，其余異氰酸酯基中的一個(gè)或多個(gè)可與第一組分的一個(gè)或多個(gè)其他分子反應(yīng)。

在其他實(shí)施方案中，異氰酸酯組分可包括一種或多種二異氰酸酯和一種或多種多異氰酸酯的組合。異氰酸酯化的中間體包括多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)。要理解，異氰酸酯官能團(tuán)的數(shù)量取決于形成異氰酸酯化的中間體所使用的第一組分和/或異氰酸酯組分。此外，各組分的用量分別也影響異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯官能團(tuán)的數(shù)量。

若異氰酸酯組分是二異氰酸酯，則該異氰酸酯組分充當(dāng)擴(kuò)鏈劑，所述擴(kuò)鏈劑將與第一組分反應(yīng)并從中延伸，形成異氰酸酯化的中間體。若異氰酸酯組分是多異氰酸酯，則該異氰酸酯組分充當(dāng)支化劑，所述支化劑將與第一組分反應(yīng)并從中延伸，形成異氰酸酯化的中間體。要理解，一種或多種二異氰酸酯和一種或多種多異氰酸酯的各種用量和組合可用作異氰酸酯組分，以引入擴(kuò)鏈和/或支化的各種結(jié)合以供形成異氰酸酯化的中間體。

異氰酸酯組分在組合物內(nèi)可以任何用量存在。典型地，基于100重量份組合物，異氰酸酯組分的存在量為1.0-50，更典型地1.0-10，最典型地3.5-7.5重量份。

若第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)是羥基，則異氰酸酯組分中的異氰酸酯基之一將與羥基反應(yīng)，在形成異氰酸酯化的中間體的同時(shí)，形成氨基甲酸酯鍵。若第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)是胺基，則異氰酸酯組分中的異氰酸酯基之一將與胺基反應(yīng)，在形成異氰酸酯化的中間體的同時(shí)，形成脲鍵。異氰酸酯化的中間體可包括多個(gè)氨基甲酸酯鍵和/或多個(gè)脲鍵。換句話說，要理解，異氰酸酯化的中間體可包括氨基甲酸酯和/或脲鍵的各種組合。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(I)示出了形成異氰酸酯化的中間體的一個(gè)實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(I)

在以上的反應(yīng)流程圖(I)中，第一組分包括羥基作為與碳鍵合的官能團(tuán)。異氰酸酯組分是二異氰酸酯，更具體地，異氰酸酯組分是HDI。羥基與異氰酸酯組分中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。異氰酸酯化的中間體包括通過第一組分和異氰酸酯組分之間的反應(yīng)形成的氨基甲酸酯鍵。每一個(gè)R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括羥基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(II)示出了形成異氰酸酯化的中間體的另一實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(II)

在以上的反應(yīng)流程圖(II)中，第一組分包括胺基作為與碳鍵合的官能團(tuán)。異氰酸酯組分是HDI。胺基與異氰酸酯組分中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。異氰酸酯化的中間體包括通過第一組分和異氰酸酯組分之間的反應(yīng)形成的脲鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括胺基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(III)示出了形成異氰酸酯化的中間體的再一實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(III)

在以上的反應(yīng)流程圖(III)中，第一組分包括羥基作為與碳鍵合的官能團(tuán)。異氰酸酯組分是多異氰酸酯，更具體地，異氰酸酯組分是HDI異氰脲酸酯。羥基與異氰酸酯組分中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。異氰酸酯化的中間體包括通過第一組分和異氰酸酯組分之間的反應(yīng)形成的氨基甲酸酯鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括羥基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。在另一反應(yīng)流程圖(未示出)中，第一組分可包括胺基而不是羥基，以便反應(yīng)流程圖(III)中異氰酸酯化的中間體將包括脲鍵而不是氨基甲酸酯鍵。

返回所述組合物，組合物包含第二組分的進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)物。第二組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的另一種。換句話說，并如以上提到的，在這一實(shí)施方案中，若第一組分是聚硅氧烷，則第二組分是有機(jī)硅樹脂。相反，在第二實(shí)施方案中，若第一組分是有機(jī)硅樹脂，則第二組分是聚硅氧烷。通過選擇聚硅氧烷或有機(jī)硅樹脂分別用作第一和第二組分中的任何一個(gè)，和通過相對(duì)于彼此，選擇各種用量的每一組分，可改變組合物的最終性能。例如，選擇各組分可用于微調(diào)組合物的本體和表面性能的所需結(jié)合，例如但不限于固化速度、模量、表面能、熱穩(wěn)定性、耐濕性、疏水平衡和粘合性。要理解，若固化組合物的話，則在固化組合物之前或之后，前述性能中的一些可能是可應(yīng)用的。以下進(jìn)一步詳細(xì)地描述聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂。

第二組分包括多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)。第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)對(duì)異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯官能團(tuán)具有反應(yīng)性，從而形成組合物。第二組分中與碳鍵合的官能團(tuán)可以與第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)相同或不同。第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)典型地為端基。然而，與碳鍵合的官能團(tuán)可以是非端基，例如但不限于側(cè)基。要理解，第二組分可包括端基和側(cè)基的結(jié)合。典型地。第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。然而，與碳鍵合的官能團(tuán)可以選自本領(lǐng)域已知的其他官能團(tuán)，例如但不限于烷氧基或氫基。第二組分中的每一個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)可以彼此相同或不同。例如，第二組分可包括與碳鍵合的羥基和與碳鍵合的胺基，兩個(gè)與碳鍵合的羥基，兩個(gè)與碳鍵合的胺基等。要理解，與碳鍵合的官能團(tuán)的各種結(jié)合是可能的。在其他實(shí)施方案中，第二組分包括至少一個(gè)非與碳鍵合的官能團(tuán)，其可以是本領(lǐng)域已知的任何官能團(tuán)。例如，第二組分中的非與碳鍵合的官能團(tuán)可以是與硅鍵合的羥基或與硅鍵合的胺基。

第二組分可以任何用量存在于組合物內(nèi)。在其中第二組分是有機(jī)硅樹脂的第一實(shí)施方案中，第二組分的存在量基于100重量份組合物，典型地為5.0-50，更典型地10-40，最典型地20-30重量份。在其中第二組分是聚硅氧烷的第二實(shí)施方案中，第二組分的存在量基于100重量份組合物，典型地為5.0-98，更典型地25-95，最典型地50-95重量份。

若第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)之一是羥基，則異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一與羥基反應(yīng)，形成氨基甲酸酯鍵。若第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)之一是胺基，則異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一與胺基反應(yīng)，形成脲鍵。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含多個(gè)氨基甲酸酯鍵。在另一實(shí)施方案中，組合物包含多個(gè)脲鍵。在其他實(shí)施方案中，組合物包含一個(gè)或多個(gè)氨基甲酸酯鍵和一個(gè)或多個(gè)脲鍵的各種結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物是直鏈硅氧烷-有機(jī)共聚物。在另一實(shí)施方案中，組合物是支化的硅氧烷-有機(jī)共聚物。在這些實(shí)施方案中，組合物可分類為硅氧烷-脲共聚物、硅氧烷-氨基甲酸酯共聚物，和硅氧烷-脲/氨基甲酸酯共聚物之一。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(IV)闡述了形成組合物的一個(gè)實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(IV)

在以上的反應(yīng)流程圖(IV)中，第二組分包括羥基作為與碳鍵合的官能團(tuán)之一。異氰酸酯化的中間體是以上的反應(yīng)流程圖(I)中的異氰酸酯化的中間體。羥基與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基反應(yīng)，形成組合物。該組合物包含通過第二組分和異氰酸酯化的中間體之間的反應(yīng)形成的第二氨基甲酸酯鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第二組分中與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括羥基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(V)闡述了形成組合物的另一實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(V)

在以上的反應(yīng)流程圖(V)中，第二組分包括胺基作為與碳鍵合的官能團(tuán)之一。異氰酸酯化的中間體是以上的反應(yīng)流程圖(II)中的異氰酸酯化的中間體。胺基與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基反應(yīng)，形成組合物。該組合物包含通過第二組分和異氰酸酯化的中間體之間的反應(yīng)形成的第二脲鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括胺基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(VI)闡述了形成組合物的再一實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(VI)

在以上的反應(yīng)流程圖(VI)中，第二組分包括羥基作為與碳鍵合的官能團(tuán)之一。異氰酸酯化的中間體是以上的反應(yīng)流程圖(II)中的異氰酸酯化的中間體。胺基與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基反應(yīng)，形成組合物。該組合物包含通過第二組分和異氰酸酯化的中間體之間的反應(yīng)形成的氨基甲酸酯鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括羥基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(VII)闡述了形成組合物的又一實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(VII)

在以上的反應(yīng)流程圖(VII)中，第二組分包括羥基作為與碳鍵合的官能團(tuán)之一。異氰酸酯化的中間體是以上的反應(yīng)流程圖(III)中的異氰酸酯化的中間體。羥基與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，形成組合物。該組合物包含通過第二組分和異氰酸酯化的中間體之間的反應(yīng)形成的氨基甲酸酯鍵。每一R基可以是例如氫原子或有機(jī)基團(tuán)。另外，第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)除了包括羥基以外，還可包括至少一個(gè)額外的基團(tuán)(未示出)。要理解，可通過含至少兩個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)的第二組分之一形成氨基甲酸酯鍵，或者可通過第二組分中的兩個(gè)，其中各自包括至少一個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)，形成氨基甲酸酯鍵。

在類似于以上的反應(yīng)流程圖(VII)的另一反應(yīng)流程圖(未示出)中，第二組分包括胺基而不是羥基，使得反應(yīng)流程圖(VII)中的組合物將包含至少一個(gè)脲鍵而不是全部氨基甲酸酯鍵。

在一個(gè)實(shí)施方案中，異氰酸酯化的中間體中的至少一個(gè)異氰酸酯基保持未反應(yīng)。這可通過控制相對(duì)于異氰酸酯化的中間體的第二組分的用量來發(fā)生，以便異氰酸酯化的中間體相對(duì)于第二組分過量。另外或作為替代，第一組分和/或第二組分中的至少一個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)可以保持未反應(yīng)。換句話說，組合物可包括一個(gè)或多個(gè)未反應(yīng)的與碳鍵合的官能團(tuán)。該組合物也可包括一個(gè)或多個(gè)未反應(yīng)的非與碳鍵合的官能團(tuán)(若存在的話)。組合物中未反應(yīng)的官能團(tuán)(若存在的話)然后可進(jìn)一步反應(yīng)或者保持未反應(yīng)。

現(xiàn)討論聚硅氧烷，聚硅氧烷可以是本領(lǐng)域已知的任何聚硅氧烷。聚硅氧烷典型地包括下述通式結(jié)構(gòu)
其中R1和R2部分中的每一個(gè)可以是本領(lǐng)域已知的任何部分，和其中下標(biāo)n可以是任何整數(shù)。要理解，R1和R2部分中的每一個(gè)可以彼此相同或不同。

合適的R1和R2部分的具體實(shí)例包括官能團(tuán)和非官能團(tuán)，例如但不限于氫原子、烷基、鏈烯基、芳基、烷芳基、烷氧基、鹵素取代的基團(tuán)，其中包括鹵素取代的烷基和芳基，酰氧基，酮肟基，巰基，鏈烯基氧基、及其組合。

聚硅氧烷也可包括亞烴基和/或氟亞烴基作為R1和R2部分或者替代R1和R2部分。亞烴基包括含碳原子和氫原子的二價(jià)部分。氟亞烴基包括至少一個(gè)氫原子被至少一個(gè)氟原子取代的亞烴基部分。優(yōu)選的氟亞烴基包括部分或全部氟取代的亞烷基。聚硅氧烷也可包括烯屬部分，其中包括但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基、乙炔基(acetylenyl)、及其組合。

聚硅氧烷典型地為聚二有機(jī)基硅氧烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。在這一實(shí)施方案中，聚硅氧烷典型地用與碳鍵合的官能團(tuán)封端。然而，聚硅氧烷除了包括與碳鍵合的端基官能團(tuán)以外，還可包括側(cè)掛的與碳鍵合的官能團(tuán)，或者替代與碳鍵合的端基官能團(tuán)。聚硅氧烷中合適的氨基官能的烴基的實(shí)例包括-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CHMeNH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2NHMe、-CH2CHMeCH2NHMe、-CH2CH2CH2CH2NHMe、-CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NHMe和-CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2Me，其中Me是甲基。

聚硅氧烷可以具有任何分子量。典型地，聚硅氧烷的分子量為100-200,000，更典型地1000-50,000，最典型地1000-10,000。

現(xiàn)討論有機(jī)硅樹脂，有機(jī)硅樹脂可以是本領(lǐng)域已知的任何有機(jī)硅樹脂。有機(jī)硅樹脂典型地包括一個(gè)或多個(gè)下述單元
其中M、D、T和Q各自獨(dú)立地表示有機(jī)硅樹脂的結(jié)構(gòu)單元。具體地，M結(jié)構(gòu)單元表示單官能團(tuán)R3SiO1/2。D結(jié)構(gòu)單元表示雙官能團(tuán)R2SiO2/2。T結(jié)構(gòu)單元表示三官能團(tuán)RSiO3/2。Q結(jié)構(gòu)單元表示四官能團(tuán)SiO4/2。

有機(jī)硅樹脂可包括M、D、T和Q結(jié)構(gòu)單元中的任何一種或其結(jié)合。例如，有機(jī)硅樹脂可包括含R33SiO1/2基和R32SiO2/2基的MD樹脂，含R33SiO1/2基和R3SiO3/2基的MT樹脂，含R33SiO1/2基和SiO4/2基的MQ樹脂，含R3SiO3/2基和R32SiO2/2基的TD樹脂，含R33SiO1/2基、R3SiO3/2基和R32SiO2/2基的MTD樹脂，及其組合。

R3部分可以是本領(lǐng)域已知的任何部分。R3部分中的每一個(gè)可以彼此相同或不同。R3部分可以是官能團(tuán)、非官能團(tuán)、或其組合。例如，R3部分可以是胺官能的烴基和/或羥基官能的烴基。典型地，R3部分中的每一個(gè)包括單價(jià)有機(jī)基團(tuán)。R3部分典型地具有1-20，更典型地1-10個(gè)碳原子。單價(jià)有機(jī)基團(tuán)的合適實(shí)例包括但不限于丙烯酸酯官能團(tuán)，例如丙烯酰氧基烷基，甲基丙烯酸酯官能團(tuán)，例如甲基丙烯酰氧基烷基，氰基官能團(tuán)，和單價(jià)烴基，及其組合。單價(jià)烴基可包括烷基，例如甲基、乙基、丙基、戊基、辛基、十一烷基和十八烷基；環(huán)烷基，例如環(huán)己基；鏈烯基，例如乙烯基、烯丙基、丁烯基和己烯基；炔基，例如乙炔基、丙炔基和丁炔基；芳基，例如苯基、甲苯基、二甲苯基、芐基和2-苯乙基；鹵代烴基，例如3，3，3-三氟丙基、3-氯丙基、二氯苯基和6，6，6，5，5，4，4，3，3-九氟己基；及其組合。氰基官能團(tuán)可包括氰烷基，例如氰乙基和氰丙基，及其組合。

有機(jī)硅樹脂中合適的氨基官能的烴基的實(shí)例包括-CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NH2、-CH2CHMeNH2、-CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2NHMe、-CH2CHMeCH2NHMe、-CH2CH2CH2CH2NHMe、-CH2CH2NHCH2CH2NH2、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NH2、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2NHMe、-CH2CH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NHMe和-CH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2Me。

有機(jī)硅樹脂典型地具有通式(M)a(D)b(T)c(Q)d 其中下標(biāo)a為0-0.6，下標(biāo)b為0.1-0.9，下標(biāo)c為0.1-0.8，和下標(biāo)d為0-0.5，M、D、T和Q結(jié)構(gòu)單元與以上描述和例舉的相同。在另一實(shí)施方案中，下標(biāo)a為0-0.2，下標(biāo)b為0.1-0.8，下標(biāo)c為0.1-0.4，和下標(biāo)d為0-0.2。

在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂包括烷基、芳基、鏈烯基、和炔基中的至少一個(gè)。要理解，有機(jī)硅樹脂可包括這些基團(tuán)的各種組合。例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂包括含芳基和烷基的至少一個(gè)D結(jié)構(gòu)單元，含至少一個(gè)胺基的至少另一D結(jié)構(gòu)單元，和含芳基的至少一個(gè)T結(jié)構(gòu)單元。

在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂的通式為
其中一部分D結(jié)構(gòu)單元包括苯基(Ph)和甲基(Me)作為R3部分，其余D結(jié)構(gòu)單元包括與碳鍵合的官能團(tuán)，更具體地，胺基作為R3部分之一，和T結(jié)構(gòu)單元包括苯基作為R3部分。

在另一實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂的通式為 其中一部分D結(jié)構(gòu)單元包括苯基和甲基作為R3部分，其余D結(jié)構(gòu)單元包括與碳鍵合的官能團(tuán)，更具體地，胺基作為R3部分之一，和T結(jié)構(gòu)單元包括苯基作為R3部分。

形成組合物的合適的有機(jī)硅樹脂的一些具體實(shí)例包括M甲基丙烯酰氧基甲基Q樹脂，M甲基丙烯酰氧基丙基Q樹脂，MT甲基丙烯酰氧基甲基T樹脂，MT甲基丙烯酰氧基丙基T樹脂，MDT甲基丙烯酰氧基甲基T苯基T樹脂，MDT甲基丙烯酰氧基丙基T苯基T樹脂，M乙烯基T苯基樹脂，TT甲基丙烯酰氧基甲基樹脂，TT甲基丙烯酰氧基丙基樹脂，T苯基T甲基丙烯酰氧基甲基樹脂，T苯基T甲基丙烯酰氧基丙基樹脂，TT苯基T甲基丙烯酰氧基甲基樹脂，D苯基甲基D胺T苯基樹脂，MD苯基甲基D氨基T苯基樹脂，和TT苯基T甲基丙烯酰氧基丙基樹脂，及其組合，其中M、D、T和Q結(jié)構(gòu)單元與以上描述和例舉的相同。要理解，組合物可包括任何數(shù)量和/或組合的以上描述和例舉的有機(jī)硅樹脂。

在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂是在Hor s tman等人的PCT公布WO2005/037891中公開且在此引入的醇官能的有機(jī)硅樹脂。在另一實(shí)施方案中，有機(jī)硅樹脂是在Gor don等人的PCT公布WO2005/010076中公開且在此引入的氨基官能的有機(jī)硅樹脂。

可通過本領(lǐng)域已知的任何方法制備有機(jī)硅樹脂。例如，可通過二-和三有機(jī)基硅烷的水解和縮合反應(yīng)，制備有機(jī)硅樹脂。要理解，本發(fā)明不限于制備有機(jī)硅樹脂的任何特定方法。

在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含擴(kuò)鏈劑的進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。擴(kuò)鏈劑典型地包括兩個(gè)官能團(tuán)，然而，擴(kuò)鏈劑可包括三個(gè)或更多個(gè)官能團(tuán)，以便擴(kuò)鏈劑充當(dāng)支化劑。所述官能團(tuán)可以彼此相同或不同。此外，所述官能團(tuán)可以與第一組分和/或第二組分中的官能團(tuán)相同或不同。

若用于制備組合物，則擴(kuò)鏈劑可以是本領(lǐng)域已知的任何擴(kuò)鏈劑。例如，擴(kuò)鏈劑可以選自包括二醇和三醇在內(nèi)的多元醇，包括二胺和三胺在內(nèi)的多胺，及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，在第二組分和異氰酸酯化的中間體部分反應(yīng)之前，即在形成組合物之前，擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯化的中間體反應(yīng)。在另一實(shí)施方案中，在異氰酸酯組分和第一組分反應(yīng)之前，擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯組分中的至少一些，即過量的異氰酸酯組分反應(yīng)。若通過選擇擴(kuò)鏈劑的用量和何時(shí)使用擴(kuò)鏈劑，使用擴(kuò)鏈劑形成組合物，則可改變組合物的最終性能。

合適的擴(kuò)鏈劑的具體實(shí)例包括1，6-二氨基己烷、1，4-丁二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，4-環(huán)己烷二甲醇、氫醌二羥基乙醚(HQEE)、乙醇胺、N-苯基二乙醇胺、雙酚A雙(羥乙基醚)、間苯二胺、二乙基甲苯二胺(DETDA)、乙二胺、聚氧化四亞甲基(PTMO)、甘油、三羥甲基丙烷、二乙醇胺、三乙醇胺、1，2，4-丁三醇、及其組合。

若用于制備組合物，則擴(kuò)鏈劑可以任何用量存在于組合物內(nèi)。典型地，基于100重量份組合物，擴(kuò)鏈劑的存在量為0.1-30，更典型地1-20，最典型地1-5重量份。

若使用擴(kuò)鏈劑制備組合物且它包括羥基的話，則異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一與羥基反應(yīng)，形成額外的氨基甲酸酯鍵。若使用擴(kuò)鏈劑制備組合物且它包括胺基，則異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一與胺基反應(yīng)，形成額外的脲鍵。要理解，擴(kuò)鏈劑可包括一個(gè)或多個(gè)羥基和一個(gè)或多個(gè)胺基的組合。如前所述，組合物可包括多個(gè)氨基甲酸酯鍵和/或多個(gè)脲鍵。若已經(jīng)存在的話，則過量異氰酸酯組分可進(jìn)一步與連接到異氰酸酯化的中間體上的擴(kuò)鏈劑反應(yīng)。要理解，若用于形成組合物，則擴(kuò)鏈劑將與異氰酸酯化的中間體成為一體。借助一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)鏈劑而擴(kuò)鏈的異氰酸酯化的中間體然后進(jìn)一步可與第二組分反應(yīng)，形成組合物。

通過以下簡(jiǎn)化的反應(yīng)流程圖(VIII)闡述形成擴(kuò)鏈的異氰酸酯化的中間體的實(shí)例。

反應(yīng)流程圖(VIII)

在以上的反應(yīng)流程圖(VIII)中，擴(kuò)鏈劑是二醇，更具體地，擴(kuò)鏈劑是1，4-丁二醇。異氰酸酯化的中間體是以上反應(yīng)流程圖(I)中的異氰酸酯化的中間體。擴(kuò)鏈劑中的羥基之一與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一反應(yīng)。異氰酸酯組分與擴(kuò)鏈劑中的其他羥基反應(yīng)(擴(kuò)鏈劑現(xiàn)在與反應(yīng)流程圖(I)中的異氰酸酯化的中間體為一體)，結(jié)果形成擴(kuò)鏈的異氰酸酯化的中間體。每一R基可以例如是氫原子或有機(jī)基團(tuán)。擴(kuò)鏈的異氰酸酯化的中間體然后進(jìn)一步可與另一擴(kuò)鏈劑和另一異氰酸酯組分反應(yīng)，使異氰酸酯化的中間體進(jìn)一步擴(kuò)鏈?；蛘?，擴(kuò)鏈的異氰酸酯化的中間體然后可與第二組分進(jìn)一步反應(yīng)，形成組合物。

在類似于以上的反應(yīng)流程圖(VIII)的另一反應(yīng)流程圖(未示出)中，在異氰酸酯化的中間體和擴(kuò)鏈劑反應(yīng)之后，另一異氰酸酯化的中間體與擴(kuò)鏈劑中的其他羥基(擴(kuò)鏈劑現(xiàn)與異氰酸酯化的中間體為一體)而不是與異氰酸酯組分反應(yīng)。換句話說，擴(kuò)鏈劑可交聯(lián)異氰酸酯化的中間體中的兩個(gè)或更多個(gè)分子，形成更大的異氰酸酯化的中間體。

組合物典型地包括多個(gè)硬鏈段。硬鏈段包括選自脲鍵、氨基甲酸酯鍵、及其組合中的有機(jī)鏈段。該組合物還典型地包括多個(gè)軟鏈段。軟鏈段包括無機(jī)鏈段，例如硅氧烷主鏈內(nèi)的硅氧烷鍵。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，有機(jī)硅樹脂和聚硅氧烷包括硅氧烷鍵，即Si-O鍵。該組合物可包括任何比例的軟鏈段與硬鏈段。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含至少1.1∶1的軟鏈段與硬鏈段之比。在沒有束縛于或受限于任何特定理論的情況下，認(rèn)為通過制備組合物包含相對(duì)于軟鏈段較低數(shù)量的硬鏈段，組合物具有改進(jìn)的機(jī)械和熱性能。認(rèn)為，這部分是由于與較長(zhǎng)且更加撓性的軟鏈段相比，硬鏈段典型地較短且更加剛硬所致。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，組合物可分類為因硬和軟鏈段導(dǎo)致的共聚物，和/或有機(jī)硅樹脂、聚硅氧烷、異氰酸酯組分和任選地?cái)U(kuò)鏈劑的結(jié)合物。

在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物可濕氣固化。在這一實(shí)施方案中，組合物包含含硅烷的濕氣固化組分的進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。含硅烷的濕氣固化的組分可與制備濕氣可固化的組合物中的任何一種組分或組分的組合反應(yīng)。例如含硅烷的濕氣固化組分可與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，或者與組分之一中的官能團(tuán)之一反應(yīng)。要理解，第一和/或第二組分可包括濕氣可固化的部分，以便在沒有使用含硅烷的濕氣固化組分情況下，組合物可濕氣固化。

含硅烷的濕氣固化組分可以是本領(lǐng)域已知的任何含硅烷的濕氣固化的組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，含硅烷的濕氣固化組分選自有機(jī)基硅烷、有機(jī)基聚硅氧烷、及其組合。在這一實(shí)施方案中，有機(jī)基聚硅氧烷可選自但不限于硅烷醇封端的硅氧烷、烷氧基甲硅烷基封端的硅氧烷，及其組合。在另一實(shí)施方案中，含硅烷的濕氣固化組分包括烷氧基硅烷和更典型地包括三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷。

合適的含硅烷的濕氣固化組分的具體實(shí)例包括3-氨丙基三乙氧基硅氧烷、3-氨丙基三甲氧基硅氧烷、3-異氰酸丙酯基三甲氧基硅氧烷、3-異氰酸丙酯基三乙氧基硅氧烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅氧烷、及其組合。

若用于制備組合物，則含硅烷的濕氣固化組分可以任何用量存在于組合物內(nèi)。典型地，基于100重量份組合物，含硅烷的濕氣固化組分的存在量為0.1-30，更典型地0.5-20，最典型地0.5-5重量份。

在另一實(shí)施方案中，組合物可光固化、在這一實(shí)施方案中，組合物包含光固化組分的進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。光固化組分可與制備可光固化組合物的任何一種組分或組分的組合反應(yīng)。例如，光固化組分可與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一反應(yīng)或者與組分之一中的官能團(tuán)之一反應(yīng)。要理解，第一和/或第二組分可包括可光固化的部分，以便該組合物在沒有使用光固化組分的情況下可光固化。

光固化組分可以是本領(lǐng)域已知的任何光固化組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，光固化組分選自丙烯酸酯、肉桂酰胺、及其組合。光固化組分典型地包括可自由基固化的有機(jī)基硅基，該基團(tuán)可包括丙烯酸酯基和甲基丙烯酸酯基中的至少一個(gè)。或者，可自由基固化的有機(jī)基硅基可包括丙烯酰氧基烷基，例如丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基烷基，例如甲基丙烯酰氧基丙基和/或不飽和有機(jī)基團(tuán)，其中包括但不限于具有2-12個(gè)碳原子的鏈烯基，其中包括乙烯基、烯丙基、丁烯基和己烯基，具有2-12個(gè)碳原子的炔基，其中包括乙炔基、丙炔基和丁炔基，及其組合。不飽和有機(jī)基團(tuán)可包括在低聚和/或聚合的聚醚內(nèi)的可自由基聚合的基團(tuán)，其中包括烯丙基氧基聚(氧亞烷基)，鹵素取代的類似物，及其組合。

若用于制備組合物，則光固化組分可以任何用量存在于組合物內(nèi)。典型地，基于100重量份組合物，光固化組分的存在量為0.1-20，更典型地0.5-10，最典型地0.5-5重量份。

組合物可進(jìn)一步包含光引發(fā)劑。若使用光固化組分制備組合物，則組合物典型地包括光引發(fā)劑。光引發(fā)劑可以是本領(lǐng)域已知的任何光引發(fā)劑。光引發(fā)劑可選自α-羥基酮類，苯基乙醛酸鹽，芐基二甲基縮酮，α-氨基酮類，單-(?；?，雙(?；?，氧化膦，茂金屬，碘鎓鹽，及其組合。

若用于制備組合物，則光引發(fā)劑可以任何用量存在于組合物內(nèi)。典型地，基于100重量份組合物，光引發(fā)劑的存在量為0.05-20，更典型地0.1-10，最典型地0.5-5重量份。

組合物可進(jìn)一步包含催化劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物包含含硅烷的濕氣固化組分和催化劑。在另一實(shí)施方案中，組合物包含光固化組分和催化劑。典型地，具有光固化組分和催化劑的這一實(shí)施方案還包括光引發(fā)劑用以引發(fā)組合物的光固化。要理解，可在本發(fā)明的任何實(shí)施方案中，使用催化劑制備組合物。

催化劑可以是本領(lǐng)域已知的任何催化劑。催化劑可包括鈦酸酯，例如鈦酸四丁酯、鈦酸四丙酯，部分螯合的有機(jī)鈦和有機(jī)鋯化合物，例如二異丙氧基二(乙基乙酰丙酮酸)鈦和二(正丙氧基)二(乙基乙酰丙酮酸)鋯，有機(jī)錫化合物，例如二月桂酸二丁錫、二乙酸二丁錫和辛酸亞錫，有機(jī)鋁化合物，例如三乙?；徜X、三乙基丙酮酸鋁，二異丙氧基乙基丙酮酸鋁，鉍鹽，和有機(jī)羧酸，例如三(2-乙基己酸)鉍，三(新癸酸)鉍，螯合劑化合物，例如四乙?；徜啠囊阴；徕仯袡C(jī)鉛化合物，例如辛酸鉛，有機(jī)釩化合物，胺化合物，例如丁基胺、辛基胺、二丁基胺、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、油基胺、環(huán)己基胺、芐胺、二乙基氨基丙基胺，二甲苯二胺、三亞乙基二胺，胍，雙苯胍，2，4，6-三(二甲基氨甲基)苯酚，嗎啉，N-甲基嗎啉，2-乙基-4-甲基咪唑，1，1-偶氮雙環(huán)(5.4.0)十一烯-7(DBU)，和它們與羧酸的鹽，由過量多胺和多元酸獲得的低分子量聚酰胺樹脂，過量多胺和環(huán)氧基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，及其組合。

此外，催化劑可包括有機(jī)金屬化合物。有機(jī)金屬化合物可包括鈦、鋯、錫、及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑包括錫化合物。錫化合物可包括有機(jī)羧酸的二烷基錫(IV)鹽，例如二乙酸二丁錫、二月桂酸二甲錫、二月桂酸二丁錫、馬來酸二丁錫和二乙酸二辛錫，羧酸錫鹽，例如辛酸錫或環(huán)烷酸錫，二烷基氧化錫和鄰苯二甲酸酯或烷二酮的反應(yīng)產(chǎn)物，二乙酰基丙酮酸二烷基錫，例如二乙?；岫″a(乙?；岫″a)、二烷基氧化錫，例如二丁基氧化錫，有機(jī)羧酸的錫(II)鹽，例如二乙酸錫(II)、二辛酸錫(II)、二乙基己酸錫(II)或二月桂酸錫(II)，二烷基二鹵化錫(IV)，例如二氯化二甲錫，羧酸的亞錫鹽，例如辛酸亞錫，油酸亞錫、乙酸亞錫或月桂酸亞錫，及其組合。在另一實(shí)施方案中，催化劑選自二乙酸二丁錫，二月桂酸二丁錫、及其組合。認(rèn)為可使用單一催化劑或者可使用多種催化劑。典型地，催化劑包括二乙酸二丁錫，和/或二月桂酸二丁錫。在一個(gè)實(shí)施方案中，催化劑包括二乙酸二丁錫。

若用于制備組合物，則催化劑可以任何用量存在。典型地，基于100重量份組合物，催化劑的存在量為0.1-20，更典型地0.1-10，最典型地0.1-5重量份。

組合物可進(jìn)一步包含添加劑。添加劑可包括本領(lǐng)域已知的任何添加劑。添加劑可以是反應(yīng)性或者可以是惰性的。添加劑可選自粘合促進(jìn)劑，增量聚合物，軟化聚合物，增強(qiáng)聚合物，增韌聚合物，粘度改性劑，揮發(fā)性改性劑，增量填料，增強(qiáng)填料，傳導(dǎo)性填料，間隔劑(spacer)，染料，顏料，共聚單體，無機(jī)鹽，有機(jī)金屬絡(luò)合物，UV光吸收劑，受阻胺光穩(wěn)定劑，吖啶穩(wěn)定劑，減孔劑，固化改性劑，自由基引發(fā)劑，稀釋劑，流變學(xué)改性劑，酸受體，抗氧化劑，熱穩(wěn)定劑，阻燃劑，甲硅烷化試劑，泡沫穩(wěn)定劑，產(chǎn)氣劑，表面活性劑，潤(rùn)濕劑，溶劑，增塑劑，助熔劑，具有官能團(tuán)例如羧酸、醛或酮的反應(yīng)性化學(xué)試劑，干燥劑，及其組合。在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物進(jìn)一步包含當(dāng)暴露于一些生物試劑下時(shí)具有反應(yīng)性的至少一種化學(xué)添加劑。

若用作添加劑的話，則合適的粘合促進(jìn)劑的具體實(shí)例包括以上所述的烷氧基官能的有機(jī)基硅烷，例如(3-縮水甘油基丙基)三甲氧基硅氧烷，環(huán)氧丙氧甲基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷，(丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅氧烷，丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷，和有機(jī)基聚硅氧烷，例如(甲基丙烯酰氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，甲基丙烯酰氧基甲基封端的聚二甲基硅氧烷，甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷，(丙烯酰氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物，及其組合。

若用于制備組合物，則添加劑可以任何用量存在于組合物內(nèi)。典型地，基于100重量份組合物，添加劑的存在量為0.1-90，更典型地0.1-50，最典型地0.1-10重量份。在一些實(shí)施方案中，添加劑包括傳導(dǎo)性填料。若使用的話，傳導(dǎo)性填料通常包括金屬。合適的傳導(dǎo)性填料的實(shí)例包括但不限于銀、氧化鋁、及其組合。傳導(dǎo)性填料可具有各種形式，例如粉末。若用于制備組合物，則基于100重量份組合物，傳導(dǎo)性填料的存在量典型地為50-90，更典型地50-70，最典型地60-70重量份。

對(duì)于制備組合物的方法，提供第一組分。第一組分中與碳鍵合的官能團(tuán)與過量的異氰酸酯組分反應(yīng)，形成異氰酸酯化的中間體。第二組分與異氰酸酯化的中間體中的至少一個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)，以制備含硅氧烷的組合物?？稍诒绢I(lǐng)域已知的任何裝置內(nèi)制備組合物，和任選地可在多個(gè)裝置內(nèi)制備。例如，組合物可在反應(yīng)容器內(nèi)制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，在氮?dú)獯祾呦轮苽浣M合物。各組分可以制備組合物的任何用量存在。

在一個(gè)實(shí)施方案中，將至少一種組分溶解在有機(jī)溶劑內(nèi)。若至少一種組分是固體或粘稠的話，則這一實(shí)施方案可是有用的。另外，有機(jī)溶劑也可用于促進(jìn)制備組合物所使用的各組分之間的反應(yīng)。有機(jī)溶劑可以任何用量存在。例如，在制備組合物之后，基于100重量份組合物和有機(jī)溶劑的結(jié)合，組合物的存在量可以是10-50重量份。有機(jī)溶劑可以是本領(lǐng)域已知的任何有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑可選自四氫呋喃(THF)、甲苯、及其組合。若使用有機(jī)溶劑制備組合物，則可在制備組合物之后，除去有機(jī)溶劑，獲得組合物?？赏ㄟ^本領(lǐng)域已知的任何方法，例如但不限于減壓蒸發(fā)，除去有機(jī)溶劑。

可在任何溫度下制備組合物。在一些實(shí)施方案中，在55-75℃的溫度下，使過量的異氰酸酯組分與第一組分反應(yīng)，和使第二組分與異氰酸酯化的中間體反應(yīng)。要理解，在制備組合物的同時(shí)，溫度可保持相對(duì)恒定，或者可以變化。換句話說，可在各種溫度下進(jìn)行組合物的制備。

在一個(gè)實(shí)施方案中，分析異氰酸酯組分的用量，以測(cè)定異氰酸酯組分和至少一種組分(例如但不限于第一組分)之間的反應(yīng)程度。通過分析反應(yīng)程度，可在異氰酸酯組分反應(yīng)制備組合物的預(yù)定程度下添加其他組分。例如，可分析反應(yīng)程度，以測(cè)定異氰酸酯化的中間體是否充分形成。可通過本領(lǐng)域已知的任何方法分析反應(yīng)程度。例如，可通過IR光譜法分析反應(yīng)程度。

在一個(gè)實(shí)施方案中，擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯化的中間體或組合物中的異氰酸酯官能團(tuán)之一反應(yīng)(若與組合物一起存在的話)，從而形成至少一種硬鏈段。在另一實(shí)施方案中，含硅烷的濕氣固化組分與異氰酸酯化的中間體或組合物中的異氰酸酯官能團(tuán)之一反應(yīng)(若與組合物一起存在的話)，以便組合物可濕氣固化。在其他實(shí)施方案中，含硅烷的濕氣固化組分與其他官能團(tuán)，其中包括但不限于與碳鍵合和/或非與碳鍵合的官能團(tuán)(若存在且未反應(yīng)的話)反應(yīng)。在另一實(shí)施方案中，光固化組分與異氰酸酯化的中間體或組合物中的異氰酸酯官能團(tuán)的至少一個(gè)反應(yīng)(若與組合物一起存在的話)，以便組合物可光固化。在其他實(shí)施方案中，光固化組分可與其他官能團(tuán)，其中包括但不限于與碳鍵合和/或非與碳鍵合的官能團(tuán)(若存在且未反應(yīng)的話)反應(yīng)。要理解，此處所述的實(shí)施方案的任何結(jié)合可用于制備組合物。

闡述本發(fā)明的組合物與方法的下述實(shí)施例擬闡述而不是限制本發(fā)明。
實(shí)施例 有機(jī)硅樹脂
制備含多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)，更具體地與碳鍵合的胺基的有機(jī)硅樹脂的本發(fā)明實(shí)施例。
有機(jī)硅樹脂1
為了制備第一實(shí)例的有機(jī)硅樹脂，在容器內(nèi)，在氮?dú)獯祾呦率够旌衔锓磻?yīng)。在下文各種實(shí)例中所使用的容器為配有磁攪拌棒、溫度計(jì)、冷凝器和Dean-Stark分水器的1升(L)三頸圓底燒瓶。

混合物包括 118.98g苯基三甲氧基硅烷(PhSi(OMe)3)； 191.40g苯基甲基二甲氧基硅烷(PhMeSi(OMe)2)； 38.26g d-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS；((OEt)2MeSi(PrNH2)))和174.85g甲苯。

在60℃的溫度下攪拌混合物并反應(yīng)120分鐘。采用38.73g去離子(DI)水，水解該混合物。然后使該混合物與26.61g三甲基乙氧基硅烷(EtOSiMe3)反應(yīng)。視需要，添加額外的甲苯和DI水。采用4.89g含水氫氧化鉀(KOH)催化該混合物。在120分鐘之后，從混合物中借助共沸蒸餾除去DI水。在混合物內(nèi)的KOH用5.01g含水鹽酸(HCl)中和。從混合物中減壓除去甲苯，從而留下第一實(shí)例的有機(jī)硅樹脂。從容器中取出第一實(shí)例的有機(jī)硅樹脂，過濾并漂洗，以除去雜質(zhì)(若存在的話)。

第一實(shí)例的有機(jī)硅樹脂具有下述通式 其中0.075、0.525、0.10和0.30是以1單元的有機(jī)硅樹脂計(jì)，各結(jié)構(gòu)單元M、D和T的平均值。D和T結(jié)構(gòu)單元包括各自的Me、NH2和Ph基。
有機(jī)硅樹脂2
為了制備第二實(shí)例的有機(jī)硅樹脂，在容器中，在氮?dú)獯祾呦率沟诙旌衔锓磻?yīng)。

第二混合物包括 46.12g苯基三甲氧基硅烷； 84.77g苯基甲基二甲氧基硅烷； 14.83g d-氨基丙基三乙氧基硅烷；和 68.32g甲苯。

在60℃的溫度下攪拌第二混合物并反應(yīng)120分鐘。采用32.16g DI水，水解第二混合物。采用1.90g含水KOH，催化第二混合物。在120分鐘之后，從第一混合物中借助共沸蒸餾除去DI水。在混合物內(nèi)的KOH用1.95g含水HCl中和。從第二混合物中減壓除去甲苯，從而留下第二實(shí)例的有機(jī)硅樹脂。從容器中取出第二實(shí)例的有機(jī)硅樹脂，過濾并漂洗，以除去雜質(zhì)(若存在的話)。

第二實(shí)例的有機(jī)硅樹脂具有下述通式 其中0.60、0.10和0.30是以1單元的有機(jī)硅樹脂計(jì)，各結(jié)構(gòu)單元D和T的平均值。D和T結(jié)構(gòu)單元包括各自的Me、NH2和Ph基。
組合物
在容器內(nèi)結(jié)合第一組分，異氰酸酯組分，第二組分，和任選地下述擴(kuò)鏈劑、含硅烷的濕氣固化組分、光固化組分、光引發(fā)劑、催化劑和有機(jī)溶劑中的至少一種，制備本發(fā)明的組合物。在下文的各實(shí)施例中所使用的容器是配有磁攪拌棒、溫度計(jì)和冷凝器的1L三頸圓底燒瓶。
組合物1
在容器內(nèi)，在氮?dú)庀轮苽浣M合物。組合物包含硅氧烷和脲鍵。制備第一混合物、第二混合物和第三混合物。第一混合物是在200毫升干燥四氫呋喃(THF)內(nèi)的2.0g己二異氰酸酯(HDI)。第二混合物是在THF內(nèi)溶解的12.0g有機(jī)硅樹脂。有機(jī)硅樹脂是以上所述的有機(jī)硅樹脂1?；?00重量份組合物，有機(jī)硅樹脂的存在量為12重量份。第三混合物是在THF內(nèi)溶解的83.0g聚硅氧烷。聚硅氧烷是氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷，它以DMS-A15形式商購(gòu)于Gelest，Inc.ofMorrisville，PA。基于100重量份組合物，聚硅氧烷的存在量為86重量份。將第一和第二混合物引入到容器內(nèi)。攪拌該混合物并在65℃的溫度下反應(yīng)15分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。然后引入第三混合物到容器中，并攪拌和與異氰酸酯化的中間體在65℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成組合物。從容器中減壓除去THF，從而留下組合物。在烘箱內(nèi)，將該組合物置于隔離襯墊上，以除去任何殘留的THF(若存在的話)。

通過動(dòng)態(tài)機(jī)械分析(DMA)，測(cè)試組合物的機(jī)械特征。所測(cè)試的機(jī)械特征包括儲(chǔ)能模量(G′)、損耗模量(G″)和t gδ，其中各自相對(duì)于組合物的溫度變化。還測(cè)定組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)范圍和彈性體的熔點(diǎn)。通過原子力顯微法(AFM)，檢測(cè)組合物的形態(tài)特征。形態(tài)特征包括組合物的相分離特征。
組合物2-14
如下所述制備本發(fā)明組合物的13個(gè)額外的實(shí)例，組合物2-14。這些組合物包含硅氧烷和脲鍵。下表I中示出了形成組合物所使用的每一組分的用量和類型，其中基于100重量份組合物，所有數(shù)值為近似重量份，除非另有說明。
表I
在組合物2-14中，第一組分是在THF內(nèi)的有機(jī)硅樹脂的混合物。有機(jī)硅樹脂是有機(jī)硅樹脂2?；?00重量份組合物，有機(jī)硅樹脂的存在量為5-40重量份。在組合物2-7中，異氰酸酯組分是HDI。在組合物8-14中，異氰酸酯組分是異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)。在組合物2-14中，第二組分是在THF內(nèi)的聚硅氧烷的混合物。聚硅氧烷是氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷。基于100重量份組合物，聚硅氧烷的存在量為56.5-93重量份。

在容器中，在氮?dú)獯祾呦?，單?dú)地制備每一組合物。將第一組分和異氰酸酯組分引入到容器中。攪拌各組分并在65℃的溫度下反應(yīng)15分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。然后引入第二組分到容器中，并攪拌和與異氰酸酯化的中間體在65℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成組合物。從容器中減壓除去THF，從而留下組合物。在烘箱內(nèi)，將組合物置于隔離襯墊上，除去任何殘留的THF(若存在的話)。通過DMA測(cè)試組合物的機(jī)械特征。通過AFM檢驗(yàn)組合物的形態(tài)特征。參考圖1，可更好地理解組合物，即實(shí)施例編號(hào)5、8和14組合物的G′對(duì)溫度變化(℃)所作圖表。在圖2中，也可更好地理解組合物編號(hào)5、8和14中tgδ對(duì)溫度變化(℃)所作圖表。如圖所示，組合物的機(jī)械特征隨制備組合物所使用的第一組分的用量而變化。
組合物15
在容器中，在氮?dú)獯祾呦轮苽浣M合物。該組合物可光固化且包括硅氧烷和脲鍵。制備第一混合物、第二混合物和第三混合物。第一混合物是在200ml干燥THF內(nèi)的2.0g HDI。第二混合物是12.0g在THF內(nèi)溶解的有機(jī)硅樹脂。有機(jī)硅樹脂是以上所述的有機(jī)硅樹脂2。基于100重量份組合物，有機(jī)硅樹脂的存在量為12重量份。第三混合物是在THF內(nèi)溶解的83.0g聚硅氧烷。聚硅氧烷是氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷?；?00重量份組合物，聚硅氧烷的存在量為86重量份。將第一和第二混合物引入到容器內(nèi)。攪拌該混合物并在65℃的溫度下反應(yīng)15分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。然后引入第三混合物到容器內(nèi)，并攪拌和與異氰酸酯化的中間體在65℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成反應(yīng)混合物。借助IR光譜，監(jiān)控過量的HDI，以測(cè)定反應(yīng)混合物的反應(yīng)程度。冷卻容器與反應(yīng)混合物到室溫(～25℃)。接下來，將0.8g光固化組分，更具體地甲基丙烯酸2-羥乙酯加入到容器中，并與該反應(yīng)混合物反應(yīng)。采用0.05g催化劑，更具體地二月桂酸二丁錫催化該反應(yīng)混合物。在室溫下混合該反應(yīng)混合物180分鐘。從容器中減壓除去THF，從而留下可光固化的組合物，在烘箱內(nèi)，在60℃的溫度下，將可光固化的組合物置于隔離襯墊上，以除去任何殘留的THF(若存在的話)。通過DMA測(cè)試可光固化的組合物的機(jī)械特征。通過AFM檢驗(yàn)可光固化的組合物的形態(tài)特征。
組合物16
在容器中，在氮?dú)獯祾呦轮苽浣M合物。該組合物是可濕氣固化的組合物且包括硅氧烷和脲鍵。制備第一混合物和第二混合物。第一混合物是在200ml干燥THF內(nèi)的1.55g HDI。第二混合物是14.0g聚硅氧烷和2.0g有機(jī)硅樹脂。聚硅氧烷包括胺基端基且分子量為約3000。有機(jī)硅樹脂包括胺基。將第一和第二混合物引入到容器中。攪拌該混合物并在60℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成反應(yīng)混合物。冷卻容器與反應(yīng)混合物到室溫。接下來，將0.5g含硅烷的濕氣固化組分，更具體地3-氨丙基三甲氧基硅烷加入到該容器中。采用0.05g二月桂酸二丁錫催化該反應(yīng)混合物。在室溫下混合該反應(yīng)混合物180分鐘。從容器中減壓除去THF，從而留下可濕氣固化的組合物。通過DMA測(cè)試可光固化的組合物的機(jī)械特征。通過AFM檢驗(yàn)可光固化的組合物的形態(tài)特征。
組合物17
在容器中，在氮?dú)獯祾呦轮苽浣M合物。該組合物可光固化且包括硅氧烷和脲鍵。制備第一混合物。第一混合物是在200ml干燥THF內(nèi)的1.6g HDI。將第一混合物和16.0g聚硅氧烷加入到容器中，并在70℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。聚硅氧烷是氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷。冷卻容器與異氰酸酯化的中間體到室溫。接下來，將0.3g光固化組分，更具體地，甲基丙烯酸2-羥甲酯加入到容器中，并與異氰酸酯化的中間體反應(yīng)，形成反應(yīng)混合物。采用0.05g二月桂酸二丁錫催化該反應(yīng)混合物。在室溫下混合該反應(yīng)混合物240分鐘。借助IR光譜，監(jiān)控過量的HDI，以測(cè)定反應(yīng)混合物的反應(yīng)程度。從容器中減壓除去THF，從而留下可光固化的組合物。

接下來，將5.0g可光固化組合物與0.01g光引發(fā)劑一起溶解在17ml THF內(nèi)，形成溶液。光引發(fā)劑是商購(gòu)于Ciba SpecialtyChemicals，Inc.of Tarrytown，NY的Darocur 1173。在隔離襯墊上流延溶液，并在60℃的溫度下置于烘箱內(nèi)，以蒸發(fā)THF，從而形成可光固化組合物的膜。將該膜暴露于波長(zhǎng)256nm的UV光下，以固化該膜。通過DMA，測(cè)試膜的機(jī)械特征。通過AFM檢驗(yàn)?zāi)さ男螒B(tài)特征。
組合物18-20
根據(jù)本發(fā)明，制備本發(fā)明的組合物的三個(gè)額外實(shí)例，組合物18-20。該組合物包含硅氧烷和脲鍵且可固化，更具體地，可濕氣或光固化。下表I I中示出了形成組合物所使用的每一組分的用量和類型，其中基于100重量份組合物，所有數(shù)值為近似重量份，除非另有說明。
表II
第一組分是在THF內(nèi)的有機(jī)硅樹脂的混合物。有機(jī)硅樹脂是以上所述的有機(jī)硅樹脂2?；?00重量份組合物，有機(jī)硅樹脂的存在量為約11重量份。異氰酸酯組分是HDI。第二組分是聚硅氧烷在THF內(nèi)的混合物。聚硅氧烷是以上所述的氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷?；?00重量份混合物，聚硅氧烷的存在量為約76重量份。在組合物18中，固化組分是含硅烷的濕氣固化組分，更具體地3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)。在組合物19和20中，固化組分是光固化組分，更具體地分別為肉桂酸酯和甲基丙烯酸酯。

在容器中，在氮?dú)獯祾呦聠为?dú)地制備每一組合物。將第一組分和異氰酸酯組分引入到容器中，攪拌各組分并在65℃的溫度下反應(yīng)15分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。然后引入第二組分到容器中并攪拌和與異氰酸酯化的中間體在65℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成反應(yīng)混合物。冷卻容器和反應(yīng)混合物到室溫。添加固化組分到容器中并與該反應(yīng)混合物反應(yīng)，形成組合物。采用0.05g二月桂酸二丁錫催化該反應(yīng)混合物。在室溫下混合反應(yīng)混合物240分鐘。通過I R光譜監(jiān)控過量HDI，直到消失，即充分反應(yīng)。從容器中減壓除去THF，從而留下可固化組合物。從容器中減壓除去THF，從而留下可固化組合物。
組合物21
在容器中，在氮?dú)獯祾呦轮苽浜柩跬?、氨基甲酸酯和脲鍵的本發(fā)明的組合物的實(shí)例。制備第一混合物、第二混合物和第三混合物。第一混合物是在200ml干燥THF內(nèi)的1.4g HDI。第二混合物是在THF內(nèi)溶解的4.0g有機(jī)硅樹脂。有機(jī)硅樹脂是以上所述的有機(jī)硅樹脂2。基于100重量份組合物，有機(jī)硅樹脂的存在量為17重量份。第三混合物是在THF內(nèi)溶解的14g聚硅氧烷。第三混合物進(jìn)一步包括4.0g多元醇，更具體地1，4-丁二醇。聚硅氧烷是氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷。基于100重量份組合物，聚硅氧烷的存在量為56重量份，和多元醇的存在量為17重量份。將第一和第二混合物引入到容器中。攪拌該混合物并在65℃的溫度下反應(yīng)15分鐘，形成異氰酸酯化的中間體。然后引入第三混合物到該容器中，并攪拌和與異氰酸酯化的中間體在65℃的溫度下反應(yīng)120分鐘，形成組合物。從容器中減壓除去THF，從而留下組合物。在烘箱內(nèi)，在60℃的溫度下將該組合物置于隔離襯墊上，以除去任何殘留的THF(若存在的話)。通過DMA，測(cè)試膜的機(jī)械特征。通過AFM檢驗(yàn)?zāi)さ男螒B(tài)特征。

以例舉的方式描述了本發(fā)明，且要理解，所使用的術(shù)語擬以說明而不是限制的措辭描述。鑒于上述教導(dǎo)，本發(fā)明的許多改性和變化是可能的，和可在具體地描述以外的情況下實(shí)踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種含硅氧烷的組合物，它包括下述組分的反應(yīng)產(chǎn)物
選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的一種且具有選自羥基和胺基中一種的與碳鍵合的官能團(tuán)的第一組分；
相對(duì)所述第一組分過量且對(duì)所述第一組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)具有反應(yīng)性的異氰酸酯組分，從而形成具有多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)的異氰酸酯化的中間體；和
選自所述聚硅氧烷和所述有機(jī)硅樹脂中的另一種且具有多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)的第二組分，其中所述與碳鍵合的官能團(tuán)對(duì)所述異氰酸酯化的中間體中的所述異氰酸酯官能團(tuán)具有反應(yīng)性以制備所述含硅氧烷的組合物。
2.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述第二組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。
3.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂的通式為(M)a(D)b(T)c(Q)d，和其中下標(biāo)a為0-0.6，下標(biāo)b為0.1-0.9，下標(biāo)c為0.1-0.8，和下標(biāo)d為0-0.5。
4.權(quán)利要求3的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂進(jìn)一步包括烷基、芳基、鏈烯基和炔基中的至少一種。
5.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
6.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述異氰酸酯組分的通式為OCN-R-NCO，和R選自烷基部分、芳基部分和芳烷基部分中的一種。
7.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述異氰酸酯組分選自二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、及其組合。
8.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，它是可濕氣固化的，且包括含硅烷的濕氣固化組分的進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)物。
9.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，它是可光固化的，且包括選自丙烯酸酯、肉桂酰胺、及其組合中的光固化組分的進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，它包括對(duì)所述組分具有反應(yīng)性的擴(kuò)鏈劑和所述異氰酸酯組分的進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)物，從而形成硬鏈段。
11.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，進(jìn)一步包括定義為脲鍵和氨基甲酸酯鍵中的至少一個(gè)的硬鏈段且進(jìn)一步包括定義為硅氧烷鍵的軟鏈段，其中所述軟鏈段與所述硬鏈段之比為至少1.1∶1。
12.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)和所述異氰酸酯官能團(tuán)中的至少一種不反應(yīng)。
13.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述第一組分是所述有機(jī)硅樹脂和所述第二組分是所述聚硅氧烷。
14.權(quán)利要求13的含硅氧烷的組合物，其中所述第二組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。
15.權(quán)利要求14的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂的通式為(M)a(D)b(T)c(Q)d，和其中下標(biāo)a為0-0.6，下標(biāo)b為0.1-0.9，下標(biāo)c為0.1-0.8，和下標(biāo)d為0-0.5。
16.權(quán)利要求15的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂進(jìn)一步包括烷基、芳基、鏈烯基和炔基中的至少一種。
17.權(quán)利要求16的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂包括至少一個(gè)含芳基和烷基的D結(jié)構(gòu)單元，和至少另一個(gè)含至少一個(gè)胺基的D結(jié)構(gòu)單元，和至少一個(gè)含芳基的T結(jié)構(gòu)單元。
18.權(quán)利要求17的含硅氧烷的組合物，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
19.權(quán)利要求18的含硅氧烷的組合物，其中所述異氰酸酯組分選自二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、及其組合。
20.權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物，其中所述第一組分是所述聚硅氧烷，和所述第二組分是所述有機(jī)硅樹脂。
21.權(quán)利要求20的含硅氧烷的組合物，其中所述第二組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。
22.權(quán)利要求21的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂的通式為(M)a(D)b(T)c(Q)d，和其中下標(biāo)a為0-0.6，下標(biāo)b為0.1-0.9，下標(biāo)c為0.1-0.8，和下標(biāo)d為0-0.5。
23.權(quán)利要求22的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂進(jìn)一步包括烷基、芳基、鏈烯基和炔基中的至少一種。
24.權(quán)利要求23的含硅氧烷的組合物，其中所述有機(jī)硅樹脂包括至少一個(gè)含芳基和烷基的D結(jié)構(gòu)單元，和至少另一個(gè)含至少一個(gè)胺基的D結(jié)構(gòu)單元，和至少一個(gè)含芳基的T結(jié)構(gòu)單元。
25.權(quán)利要求24的含硅氧烷的組合物，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
26.權(quán)利要求25的含硅氧烷的組合物，其中所述異氰酸酯組分選自二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、及其組合。
27.由權(quán)利要求1的含硅氧烷的組合物形成的制品。
28.一種含硅氧烷的組合物，它包括
(I)下述物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物
選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的一種且具有選自羥基和胺基中一種的與碳鍵合的官能團(tuán)的第一組分；
相對(duì)所述第一組分過量且對(duì)所述第一組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)具有反應(yīng)性的異氰酸酯組分，從而形成具有多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)的異氰酸酯化的中間體；和
選自所述聚硅氧烷和所述有機(jī)硅樹脂中的另一種且具有多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)的第二組分，其中所述與碳鍵合的官能團(tuán)對(duì)所述異氰酸酯化的中間體中的所述異氰酸酯官能團(tuán)具有反應(yīng)性以制備所述含硅氧烷的組合物；和
(II)添加劑。
29.權(quán)利要求28的組合物，其中所述第二組分中的所述與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。
30.權(quán)利要求28的組合物，其中所述添加劑包括傳導(dǎo)性填料。
31.一種制備含硅氧烷的組合物的方法，該方法包括下述步驟
(A)提供選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的一種且具有選自羥基和胺基中一種的與碳鍵合的官能團(tuán)的第一組分；
(B)使相對(duì)第一組分過量的異氰酸酯組分與第一組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)反應(yīng)，從而形成具有多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)的異氰酸酯化的中間體；和
(C)使具有多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)且選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的另一種的第二組分與異氰酸酯化的中間體中的至少一個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)。
32.權(quán)利要求31的方法，其中第二組分中的與碳鍵合的官能團(tuán)選自羥基、胺基、及其組合。
33.權(quán)利要求32的方法，其中有機(jī)硅樹脂的通式為(M)a(D)b(T)c(Q)d，和其中下標(biāo)a為0-0.6，下標(biāo)b為0.1-0.9，下標(biāo)c為0.1-0.8，和下標(biāo)d為0-0.5。
34.權(quán)利要求33的方法，其中有機(jī)硅樹脂進(jìn)一步包括烷基、芳基、鏈烯基和炔基中的至少一種。
35.權(quán)利要求31的方法，其中聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
36.權(quán)利要求31的方法，其中所述異氰酸酯組分的通式為OCN-R-NCO，和R選自烷基部分、芳基部分和芳烷基部分中的一種。
37.權(quán)利要求31的方法，其中異氰酸酯組分選自二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、聚合的二苯甲烷二異氰酸酯(pMDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二異氰酸酯(HDI)、環(huán)己基二異氰酸酯(CHDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、及其組合。
38.權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括下述步驟使擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯基之一反應(yīng)，從而形成硬鏈段。
39.權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括下述步驟使含硅烷的濕氣固化組分與至少一個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)，以便所述含硅氧烷的組合物可濕氣固化。
40.權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括下述步驟使選自丙烯酸酯、肉桂酰胺、及其組合中的光固化組分與至少一個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)反應(yīng)，以便所述含硅氧烷的組合物可光固化。
41.權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括下述步驟在有機(jī)溶劑內(nèi)溶解至少一種所述組分。
42.權(quán)利要求41的方法，進(jìn)一步包括下述步驟在使第二組分反應(yīng)以獲得含硅氧烷的組合物的步驟之后，除去有機(jī)溶劑。
43.權(quán)利要求32的方法，其中在55-75℃的溫度下進(jìn)行使過量的異氰酸酯組分反應(yīng)和使第二組分反應(yīng)的步驟。
44.權(quán)利要求32的方法，進(jìn)一步包括下述步驟分析異氰酸酯組分的含量，以測(cè)定異氰酸酯組分與至少一種所述組分之間的反應(yīng)程度。
全文摘要
含硅氧烷的組合物包含第一組分，和相對(duì)第一組分過量的異氰酸酯組分的反應(yīng)產(chǎn)物，以形成異氰酸酯化的中間體。第一組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的一種。第一組分包括選自羥基和胺基中的一種的與碳鍵合的官能團(tuán)。異氰酸酯組分對(duì)第一組分中與碳鍵合的官能團(tuán)具有反應(yīng)性。異氰酸酯化的中間體包括多個(gè)異氰酸酯官能團(tuán)。含硅氧烷的組合物包含第二組分的進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物，所述第二組分選自聚硅氧烷和有機(jī)硅樹脂中的另一種。第二組分包括對(duì)異氰酸酯化的中間體中的異氰酸酯官能團(tuán)具有反應(yīng)性的多個(gè)與碳鍵合的官能團(tuán)以制備含硅氧烷的組合物。
文檔編號(hào)C08G18/00GK101631813SQ200880005478
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
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