[发明专利]非金属催化的室温可湿固化的有机聚硅氧烷组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年5月10日递交的美国临时申请第61/821,744号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及可固化组合物，其包含具有反应性甲硅烷基的可固化低聚物/聚合物。特别地，本发明提供了可固化的组合物，其包含不含金属的催化剂，该催化剂含有甲硅烷基化的羧酸作为有机锡或其它金属催化剂的替代物。

背景技术

具有反应性甲硅烷基的聚合物或包含这种聚合物的组合物可在水和有机金属催化剂的存在下水解和缩合。用于可固化组合物适合的已知催化剂包括采用金属如Sn、Ti、Zn或Ca的有机金属化合物。有机锡化合物例如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)被广泛用作缩合固化催化剂，以加速若干不同的具有反应性甲硅烷基端基的聚有机硅氧烷和非有机硅聚合物(如包括RTV-1和RTV-2制剂在内的室温硫化(RTV)制剂)的湿气辅助固化。然而，环境管理机构和指令已增加或希望增加对在配制产品中使用有机锡化合物的限制。例如，虽然具有大于0.5重量％二丁基锡的制剂目前需要标记为生殖1B级别毒性，但已提议在未来的4-6年中将含有二丁基锡的制剂在消费类应用中完全淘汰。

替代的有机锡化合物如二辛基锡化合物和二甲基锡化合物仅可被认为是一种短期的挽救计划，因为这些有机锡化合物在将来也可能被管制。作为锡催化剂的替代品，已经作出努力鉴定加速了可湿固化的有机硅和非有机硅的缩合固化的非Sn金属基催化剂。希望地，有机锡催化剂的替代品应当在固化、存储和外观方面显示与有机锡化合物类似的性能。非锡催化剂还将希望地引发所选聚合物的缩合反应并在表面上完成该反应并且可以在希望的时间表内在本体中完成该反应。因此有许多用其它有机金属化合物替换有机金属锡化合物的提议。这些化合物包含金属如Ca、Ce、Bi、Fe、Mo、Mn、Pb、Ti、V、Zn和Y。从优选地代替锡化合物的观点来说，所有这些金属都具有特定的优点和缺点。因此，仍然有克服可能作为合适的缩合固化反应催化剂的金属化合物的包括未固化的和固化的组合物的行为的一些缺点，以保持粘附于一些基体表面上的能力的需要。在代替有机锡化合物中另一个需要解决的问题是对于反应性组合物，以在密封的套筒中存贮之后(当暴露于湿气或周围空气时)保持其固化能力。

这些可湿固化组合物的固化化学性质可根据聚合物和其可湿固化基团的性质而变化。例如，烷氧基甲硅烷基首先水解得到硅烷醇官能团，其接着缩合而排出水得到硅氧烷网络。这样的组合物通常包含烷氧基甲硅烷基或硅烷醇官能的聚合物和交联剂。三和四烷氧基硅烷通常用作为交联剂并将与水或直接与硅烷醇基团反应以将体系交联。然而，对于包含氢化甲硅烷基或氢化甲硅烷基和硅烷醇官能团两者的组合物来说，并不要求这种交联剂。事实上，由于存在许多氢甲硅烷基，含氢甲硅烷基的化合物经常称作为交联剂。在这些化合物中，氢甲硅烷基可以与水反应得到硅烷醇官能团或者它们可以直接与硅烷醇基团反应形成硅氧烷键，同时排出氢气。对于包含含有氢甲硅烷基的化合物的过渡金属催化的组合物来说，通常使用抑制剂以确保充分的保质期或贮存寿命。

发明内容

本发明提供了不含锡的可固化组合物，其包含甲硅烷基封端的聚合物和无毒缩合催化剂。特别地，本发明提供了使用含有甲硅烷基化羧酸的催化剂的可固化组合物。在一个实施方案中，所述组合物基本上不含金属或有机金属催化剂配合物。

在一个方面，本发明提供一种可固化组合物，其表现相对短的表干时间、贯穿主体的固化以及在套筒中(即不存在湿气)的长期存储稳定性。使用甲硅烷基化羧酸化合物结合某种助粘剂组分的组合物展现出良好的固化行为并可以展现出类似于或甚至好于有机锡化合物的固化行为。因此，这些材料适合在具有反应性的甲硅烷基化的聚合物的组合物中作为有机锡或其它金属基催化剂的替代物，所述聚合物可例如在RTV-1密封剂和RTV-2制剂中进行缩合反应。特别地，本发明人已经发现与含氨基的硅烷/硅氧烷化合物(其可用作助粘剂)结合的甲硅烷基化羧酸化合物起到催化有机聚硅氧烷组合物固化的作用。

在一方面，本发明提供了包含可湿固化的组合物的可固化的组合物，所述可湿固化的组合物包含：包含反应性甲硅烷基的聚合物组分(A)；交联剂组分(B)；甲硅烷基化羧酸组分(C)；含氨基的硅烷助粘剂或含氨基的硅烷助粘剂的混合物(D)；和任选的有机胺或含氨基的硅烷/硅氧烷(E)。在一个方面，所述组合物不含金属催化剂或金属基催化剂组分。