含甲硅烷基磷酸酯催化劑的可縮合反應(yīng)固化的有機(jī)硅有機(jī)嵌段共聚物組合物及所述組合 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可縮合反應(yīng)固化的組合物，所述組合物包含甲硅烷基磷酸酯催化劑和具有經(jīng)由二價(jià)原子團(tuán)連接至彼此的一個或多個聚有機(jī)硅氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含至少兩個硅鍵合的烷氧基基團(tuán)，優(yōu)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(jī)硅氧烷嵌段，A為二價(jià)原子團(tuán)，下標(biāo)m和n獨(dú)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的烷氧基取代硅氧烷單元，其中R代表具有1至4個碳原子的烷基基團(tuán)，每個R’代表具有1至6個碳原子的烷基基團(tuán)、苯基基團(tuán)或式–OR的烷氧基基團(tuán)，并且下標(biāo)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硅鍵合的基團(tuán)OR。本發(fā)明還提供了一種由在濕氣的存在下固化所述組合物而制得的親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】含甲硅烷基磷酸酯催化劑的可縮合反應(yīng)固化的有機(jī)硅有機(jī)嵌段共聚物組合物及所述組合物的制備和使用方法
[0001]相關(guān)專利申請的交叉引用和關(guān)于聯(lián)邦政府基金資助研究的聲明
[0002]根據(jù)美國法典第35篇第119(e)節(jié)，本專利申請要求提交于2011年3月31日的美國臨時專利申請第61/469842號的優(yōu)先權(quán)。美國臨時專利申請第61/469842號據(jù)此以引用方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]一種可縮合反應(yīng)固化的組合物包含具有可水解基團(tuán)的有機(jī)硅有機(jī)嵌段共聚物和甲硅烷基磷酸酯催化劑。所述組合物在濕氣的存在下固化形成固化產(chǎn)物?？捎伤隹晒袒M合物制成不溶于水的親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0004]聚有機(jī)硅氧烷組合物通常具有低的表面能并且是疏水的。對于聚有機(jī)硅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(jìn)潤濕，而同時保留聚有機(jī)硅氧烷的一些有利性質(zhì)。
[0005]JP-A-2001-106781描述了一種通過使聚氧化烯二醇與硅酸鹽化合物任選地在酯交換催化劑的存在下反應(yīng)所獲得的硅烷改性聚醚。產(chǎn)物可濕氣固化并可用作密封劑或粘合劑。
[0006]JP-2007-238820涉及一種親水性有機(jī)聚硅氧烷固化產(chǎn)物及其在涂層中的應(yīng)用以提供優(yōu)越的自清潔、抗靜電、防污塞和低污染性。它們基于的是具有至少2個硅醇基團(tuán)和親水性基團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷，所述硅醇基團(tuán)能夠發(fā)生縮合反應(yīng)以形成固化產(chǎn)物。
[0007]聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物(其中使聚氧化烯反應(yīng)成共聚物的主鏈)的使用特別可用于經(jīng)由縮合反應(yīng)而反應(yīng)成聚合物網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有親水性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一種可縮合反應(yīng)固化的組合物包含:
[0009](A)甲硅烷基磷酸酯，和
[0010](B)聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物。
【具體實(shí)施方式】
[0011]成分(A)甲硅烷基磷酸酯催化劑
[0012]成分(A)為一種甲硅烷基磷酸酯催化劑。所述甲硅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(biāo)a為0、1、2或3 ;每個下標(biāo)b為0、1、
\ Aj /a




,2或3 ;前提條件是(a+b)之和為3并且下標(biāo)a具有大于O的平均值。在式(i)中，每個基團(tuán)A1獨(dú)立地為單價(jià)烴基。每個A2獨(dú)立地為氫原子或單價(jià)烴基。用于A1和A2的單價(jià)烴基的例子包括但不限于烷基如甲基、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(huán)烷基，例如環(huán)戊基和環(huán)己基；芳基如苯基、甲苯基或二甲苯基；烷芳基如芐基；和芳烷基如2-苯乙基?；蛘撸聵?biāo)a具有至少為I的平均值，或者下標(biāo)a具有大于O、小于2的平均值，并且或者下標(biāo)a具有I至小于2的平均值?；蛘?，每個基團(tuán)A1獨(dú)立地為I至4個碳原子的烷基基團(tuán)。或者，每個A2獨(dú)立地為氫原子或I至4個碳原子的烷基基團(tuán)?；蛘撸總€A1均可為甲基。或者，每個A2均可為氫原子。用于成分(A)的甲硅烷基磷酸酯的例子包括三(三甲基甲硅烷基)磷酸酯，其可得自美國密蘇里州圣路易斯的西格瑪-奧德里奇公司(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(jīng)由二價(jià)原子團(tuán)連接至彼此的一個或多個聚有機(jī)硅氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物。所述嵌段共聚物包含至少兩個硅鍵合的烷氧基基團(tuán)。
[0015]所述聚有機(jī)硅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(jī)硅氧烷嵌段，A為二價(jià)原子團(tuán)，下標(biāo)m和η各自獨(dú)立地具有至少為I的值。所述聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物包含至少一個式(R’ ),(OR)-SiOw2的烷氧基取代硅氧烷單元，其中R代表具有I至4個碳原子的烷基基團(tuán)，每個R’代表具有I至6個碳原子的烷基基團(tuán)、苯基基團(tuán)或式-OR的烷氧基基團(tuán)，并且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硅鍵合的基團(tuán)0R。優(yōu)選地，所述烷氧基基團(tuán)選自甲氧基基團(tuán)和乙氧基基團(tuán)?；蛘?，每個OR基團(tuán)均為甲氧基基團(tuán)?；蛘撸總€OR基團(tuán)均為乙氧基基團(tuán)。
[0016]優(yōu)選所述聚有機(jī)硅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硅氧烷單元封端的聚有機(jī)硅氧烷嵌段，所述烷氧基取代硅氧烷單元經(jīng)由氧連接至PS嵌段的另一硅原子并具有式
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種可縮合反應(yīng)固化的組合物，所述組合物包含: (A)甲硅烷基磷酸酯催化劑，和 (B)具有經(jīng)由二價(jià)原子團(tuán)連接至彼此的一個或多個聚有機(jī)硅氧烷嵌段和一個或多個聚氧化烯嵌段的聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含至少兩個硅鍵合的烷氧基基團(tuán)，前提條件是當(dāng)成分(B)含僅兩個硅鍵合的烷氧基基團(tuán)時，則所述組合物還包含交聯(lián)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述甲硅烷基磷酸酯具有平均式:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中每個基團(tuán)A1獨(dú)立地為I至4個碳原子的烷基基團(tuán)，且每個A2獨(dú)立地為氫原子或I至4個碳原子的烷基基團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中成分(A)為三(三甲基甲硅烷基)磷酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述聚有機(jī)硅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(jī)硅氧烷嵌段，A為二價(jià)原子團(tuán)，下標(biāo)m和η獨(dú)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的烷氧基取代硅氧烷單元，其中R代表具有I至4個碳原子的烷基基團(tuán)，且每個R’代表具有I至6個碳原子的烷基基團(tuán)、苯基基團(tuán)或式-OR的烷氧基基團(tuán)，并且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硅鍵合的基團(tuán)0R。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有式PS- (A-PO-A-PS)nO
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述聚有機(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有末端PS嵌段，并且所述末端PS嵌段各具有烷氧基取代硅氧烷單元，所述烷氧基取代硅氧烷單元經(jīng)由氧連接至所述末端PS嵌段的另一硅原子并具有式
8.根據(jù)權(quán)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個硅氧烷單元的聚二甲基硅氧烷嵌段。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述烷氧基基團(tuán)選自甲氧基基團(tuán)和乙氧基基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述烷氧基基團(tuán)為乙氧基基團(tuán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中所述烷氧基基團(tuán)為甲氧基基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)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(biāo)s獨(dú)立地具有2至6的值并且每個下標(biāo)t獨(dú)立地具有4至40的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其中A為連接所述PS和PO嵌段于一起的二價(jià)原子團(tuán)，并且A選自具有2至10個碳原子的二價(jià)亞烷基基團(tuán)和由通式-CsH2s-[Si (R^2)O]tSi (R*2) CsH2s-的二有機(jī)甲娃烷基亞烷基單兀封端的二價(jià)聚有機(jī)娃氧烷基團(tuán)，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(jù)權(quán)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(yīng)與成分(B)的所述硅鍵合的烷氧基基團(tuán)反應(yīng)的硅鍵合的烷氧基基團(tuán)的有機(jī)硅交聯(lián)劑，前提條件是如果成分(B)每分子僅具有兩個烷氧基基團(tuán)，則成分(C)存在并且平均起來每分子具有不止兩個反應(yīng)性硅鍵合的烷氧基基團(tuán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合物，其中成分(C)為包含硅氧烷單元的聚硅氧烷，所述硅氧烷單元選自式(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(tuán)，至少三個Ra、Rb和/或Re取代基為烷氧基單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述交聯(lián)劑為包含D單元和M單元的聚二有機(jī)硅氧烷，并且所述烷氧基基團(tuán)鍵合到所述M單元。
17.根據(jù)權(quán)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(jī)硅氧烷聚氧化烯嵌段共聚物具有不止兩個反應(yīng)性硅鍵合的烷氧基基團(tuán)并且其中不存在交聯(lián)劑。
18.根據(jù)權(quán)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(yīng)性硅鍵合的烷氧基基團(tuán)的聚有機(jī)硅氧烷。
19.根據(jù)權(quán)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:二氧化硅，包括熱解法二氧化硅、熔融二氧化硅、沉淀二氧化硅；硫酸鋇；硫酸鈣；碳酸鈣；硅酸鹽，包括滑石、長石和瓷土 ；膨潤土和其他粘土以及固體有機(jī)硅樹脂。
20.一種用于形成親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)的方法，所述方法包括:使根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)的可固化組合物在濕氣的存在下反應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的不溶于水的親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)，其中在用水潤濕時所述聚合物網(wǎng)絡(luò)的表面變得更親水，如向所述聚合物網(wǎng)絡(luò)的表面施加水滴后所述表面上水滴的接觸角隨時間減小所示，并且在所述聚合物網(wǎng)絡(luò)表面干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(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】西蒙·庫克, 杰拉爾丁·杜蘭德, 托馬斯·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