[其他]水可固化的聚氨酯聚合物的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种具有烷氧硅烷侧基和异氰酸酯端基的聚氨酯聚合物的制备方法，还涉及由这类聚合物与一种或多种填料配制而成的密封胶组合物，以及涉及固化并使用这种密封胶组合物的方法。

迄今为止，在本技术领域中弹性的聚氨酯聚合物一直被用于配制密封胶或粘合剂，用以粘接或粘合各种各样的材料。这类聚氨酯聚合物常常被制成含有异氰酸酯端基的结构。当暴露于空气的潮气中时，异氰酸酯基就与水反应，生成氨基并脱去二氧化碳。所生成的氨基又进一步与其余的异氰酸酯基反应，生成脲键，从而使密封胶中的聚合物固化并使被粘合的材料粘接起来。聚氨酯密封胶的一个重要应用就是在汽车工业中用于玻璃部件（如挡风玻璃、后窗玻璃等）与金属框架的粘合。

虽然这类聚氨酯密封胶的弹性使之特别适于上述用途，但其与无孔性表面（如玻璃和金属）的粘合并不总是令人满意。于是美国专利NO.3，779，794（De    Santis）公开了一种聚氨酯密封胶-底胶体系，使用这种体系时要在涂敷聚氨酯密封胶之前，先在被粘合的材料表面上涂敷一层能与异氰酸酯反应的表面底胶组合物。据报道，这种底胶组合物含有一种硅烷，它除了含有一种与异氰酸酯反应的基团（如氨基或巯基）外，还含有至少一种可水解的基团。现已发现，硅烷中的可水解基团（如连在硅上的烷氧基）能与无孔性表面（如玻璃或金属）牢固粘合，据推测，这是因为与玻璃或金属表面上的水分子起水解反应而生成硅氧烷键（-Si-O-Si-）。另一种可能性是，在水解生成硅醇中间体前后，烷氧硅烷直接与存在于玻璃表面上的Si-oH基反应再生成硅氧烷键。

美国专利3，632，557（Brode等人）、3，979，344，（Bryant等人）及4，222，925（Bryant等人）（这些专利均为本发明所引用）公开了一种密封胶组合物，它包括硅氧烷封端的聚氨酯聚合物，其制备方法是：使一种异氰酸酯封端的聚氨酯予聚物（1）与一种含能与异氰酸酯反应的基团（如氨基）和硅烷基（更具体地说是至少具有一个连于硅上的可水解的烷氧基的烷氧硅烷基）的化合物（2）反应。当该予聚物与硅化合物反应后，就在聚氨酯予聚物中引入了烷氧硅烷端基。所制得的硅氧烷封端的聚合物也是水可固化的，并可有效地用作无孔性表面（如金属或玻璃）的粘合剂。

再一种改进方法在美国专利4，345，053（Rizk等人）中已公开报道，它也被本发明所引用。该专利报道了一种水可固化的硅氧烷封端的有机聚合物，其制备方法是：将一种至少含有一个连于硅上的可水解烷氧基的异氰酸酯基有机硅烷（1）与一种含活泼氢原子端基的聚氨酯予聚物（2）反应。

美国专利3，372，083（Evans等人）报道了将二异氰酸酯与氨丙基三乙氧基硅烷反应以制备一种加合物、随后将该加合物加入到聚氨酯密封胶组合物中的方法。

美国专利3，502，704（Mckellar）报道了多异氰酸酯与硅烷反应制备聚氨酯的方法。

美国专利3，711，445（Chu等人）报道了多元醇与硅烷反应、然后再向反应混合物中加入多异氰酸酯的方法。

美国专利3，886，226（Asai等人）的摘要中提到一种含有“氨基硅烷化合物与异氰酸酯的反应产物”的聚氨酯组合物。但是在该专利公开的三个实施例中只有其中一个实施例提及与多异氰酸酯反应的氨基硅烷化合物。该反应物被用作聚氨酯涂料的底漆。

虽然上述的硅氧烷封端的一类聚合物的优点在于不用底胶就能与玻璃或金属牢固地粘合，但其缺点是：由于可水解的烷氧硅烷基在固化反应中生成大量的硅氧烷键（-Si-O-Si），使得固化后的聚合物丧失了水可固化的异氰酸酯基封端的聚合物的某些理想特征。

本发明的目标在于开发一类既保留聚氨酯聚合物理想特性又具有能与无孔性表面（如玻璃或金属）很好地直接粘合而无需予先对该表面涂敷底胶的聚合物，以及含有这种聚合物的密封胶。

本发明的特点在于制备一种具有异氰酸酯端基和硅烷侧基的聚合物。通过对具有这种烷氧硅烷侧基的聚合物进行水固化而制成的密封胶，其对无孔性表面的粘合力优于先有技术的密封胶，后者是一种通过对具有烷氧硅烷端基的聚合物进行固化而制成的密封胶。