多官能有机硅氧烷、包含多官能有机硅氧烷的组合物及其制备方法技术

公开了多官能有机氢硅氧烷以及使用含硼路易斯酸作为催化剂的其制备方法。簇合官能有机硅氧烷可通过包括将多官能有机氢硅氧烷官能化的方法来制备。多官能有机氢硅氧烷和簇合官能有机硅氧烷可用于可固化组合物中。多官能有机氢硅氧烷可用于防粘涂料组合物中。簇合官能有机硅氧烷可用于粘合剂组合物中。能有机硅氧烷可用于粘合剂组合物中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多官能有机硅氧烷、包含多官能有机硅氧烷的组合物及其制备方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]根据35U.S.C.
§
119(e)的规定，本申请要求提交于2018年12月21日的美国临时专利申请号62/783227的优先权。美国临时专利申请号62/783227据此以引用方式并入。


[0003]本专利技术公开了一种多官能有机硅氧烷及其制备方法。多官能有机硅氧烷包含具有支链硅氧烷封端剂的直链聚二有机硅氧烷主链。多官能有机硅氧烷可用于可固化组合物中，例如用作交联剂。

技术介绍

[0004]已提出使用支链有机氢硅氧烷与乙烯基封端的聚二有机硅氧烷的铂催化反应来制备具有带支链硅氧烷封端剂的直链聚二有机硅氧烷主链的多官能有机硅氧烷交联剂的方法。这些多官能有机硅氧烷交联剂具有经由二价烃连接基键合到直链聚二有机硅氧烷主链的支链硅氧烷封端剂。这些方法遭受生产交联产物的缺点，具有较差的控制产物中的结构、分子量和交联度的能力。

技术实现思路

[0005]公开了多官能有机氢硅氧烷以及使用含硼路易斯酸作为催化剂的其制备方法。簇合官能有机硅氧烷可通过包括将多官能有机氢硅氧烷官能化的方法来制备。多官能有机氢硅氧烷和簇合官能有机硅氧烷可用于可固化组合物中。多官能有机氢硅氧烷可用于防粘涂料组合物中。簇合官能有机硅氧烷可用于粘合剂组合物中。
具体实施方式
[0006]通过本文所述的方法制备的多官能有机氢硅氧烷包含具有支链硅氧烷封端剂的直链聚二有机硅氧烷主链。支链硅氧烷封端剂经由氧连接基连接直链聚二有机硅氧烷主链。多官能有机氢硅氧烷可用作交联剂。多官能有机氢硅氧烷可用于可固化组合物，诸如防粘涂料组合物。
[0007]多官能有机氢硅氧烷可以通过以下方法制备，该方法包括以下步骤：
[0008]1)将包括以下的起始物质组合
[0009]A)含硼路易斯酸；
[0010]B)下式的羟基封端的聚二有机硅氧烷：
[0011]其中
[0012]每个下标n为2至2,000，并且每个R1独立地选自单价烃基团和单价卤代烃基团；以及
[0013]C)下式的聚有机氢硅氧烷：其中每个下标d独立地为0至995，并且每个R为独立选择的单价烃基团，从而制备产物，其中该产物包含多官能有机氢硅氧烷和含有H2的副产物。步骤1)中的起始物质任选地还可包含D)溶剂。
[0014]该方法还可任选地包括一个或多个附加步骤。该方法还可包括回收多官能有机氢硅氧烷。该方法还可包括：2)在步骤1)期间和/或之后，去除在形成多官能有机氢硅氧烷期间产生的H2和/或3)中和该产物中的残余含硼路易斯酸。副产物H2可通过任何便利的方式去除，诸如汽提和/或燃烧。中和可通过向产物中加入E)中和剂以及此后过滤产物来进行。步骤2)和3)可以任何顺序进行。如果存在粒状副产物，例如由于中和作用，则该方法还可包括4)在中和之后通过任何便利的方式(诸如过滤)来去除粒状物诸如氧化铝。
[0015]该方法步骤中的一者或多者可在5℃至70℃、或者5℃至65℃、或者10℃至60℃、或者15℃至50℃、或者20℃至35℃、或者5℃至30℃、以及或者30℃的温度下进行。作为另外一种选择，步骤1)可在5℃至70℃、或者5℃至65℃、或者10℃至60℃、或者15℃至50℃、或者20℃至35℃、或者5℃至30℃、以及或者30℃的温度下进行。不受理论的束缚，认为在相对低的温度(例如，90℃或更低、或者80℃或更低、或者70℃或更低、以及或者50℃或更低)下执行该方法，具体地讲步骤1)可提供改善的反应速率、收率或两者。
[0016]该方法的步骤1)，作为另外一种选择该方法的步骤1)、2)和3)中所用的起始物质可不含铂族金属催化剂。如本文所用，“不含”包括没有，作为另外一种选择GC检测不到的量，以及作为另外一种选择不足以引起防粘涂层的性能问题的量，所述防粘涂层由防粘涂料组合物制备，所述防粘涂料组合物包含通过本文所述的方法制备的多官能有机氢硅氧烷。
[0017]起始物质A)催化剂
[0018]本文所述方法中的起始物质A)是含硼路易斯酸。含硼路易斯酸可为每分子具有至少一个全氟芳基基团、作为另外一种选择每分子具有1至3个全氟芳基基团、作为另外一种选择每分子具有2至3个全氟芳基基团、以及作为另外一种选择每分子具有3个全氟芳基基团的三价硼化合物。全氟芳基基团可具有6至12个碳原子、或者6至10个碳原子、以及或者6
个碳原子。A)含硼路易斯酸催化剂可选自(C5F4)(C6F5)2B、(C5F4)3B、(C6F5)BF2、BF(C6F5)2、B(C6F5)3、BCl2(C6F5)、BCl(C6F5)2、B(C6H5)(C6F5)2、B(C6H5)2(C6F5)、[C6H4(mCF3)]3B、[C6H4(pOCF3)]3B、(C6F5)B(OH)2、(C6F5)2BOH、(C6F5)2BH、(C6F5)BH2、(C7H
11
)B(C6F5)2、(C8H
14
)B(C6F5)、(C6F5)2B(OC2H5)或(C6F5)2B
‑
CH2CH2Si(CH3)。作为另外一种选择，含硼路易斯酸催化剂可为式B(C6F5)3的三(五氟苯基)硼烷。此类含硼路易斯酸可从例如Millipore Sigma(St.Louis，Missouri，USA)商购获得。起始物质A)的量将取决于所用的其他起始物质的类型和量，然而，基于起始物质A)、B)和C)的合并重量计，起始物质A)可以50ppm至6000ppm的量存在。作为另外一种选择，基于相同的基准，所述量可为50ppm至600ppm。
[0019]起始物质B)羟基封端的聚二有机硅氧烷
[0020]起始物质B)为下式B
‑
1)的羟基封端的聚二有机硅氧烷：其中每个下标n为2至2,000，并且每个R1独立地选自单价烃基团和单价卤代烃基团。另选地，下标n可具有使得2≤n≤1,000、或者5≤n≤900、或者5≤n≤50、以及或者5≤n≤15的值。作为另外一种选择，每个R1可独立地选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有2至20个碳原子的烯基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团或具有1至20个碳原子的卤代烷基基团。合适的烷基基团包括甲基、乙基和丙基(包括正丙基和异丙基)。合适的烯基基团包括乙烯基、烯丙基和己烯基。合适的芳基基团包括苯基。合适的卤代烷基基团包括氯甲基、氯丙基和三氟丙基。作为另外一种选择，每个R1可独立地选自甲基、乙烯基、苯基和三氟丙基。
[0021]适合用作起始物质B)的羟基封端的聚二有机硅氧烷可通过本领域已知的方法制备，诸如相应有机卤代硅烷的水解和缩合或环状聚二有机硅氧烷的平衡。示例性羟基封端的聚二有机硅氧烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷。合适的羟基封端的聚二甲基硅氧烷也可例如从美国宾夕法尼亚州莫里斯维尔的盖勒斯特公司(Gelest,Inc.of Morrisville,Pennsylvania,USA)商购获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种以下单元式的多官能有机氢硅氧烷：其中下标n为2至2,000，每个下标d独立地为0至995，下标o'＝1至100，下标n'＝(o'+1)，每个R为独立选择的单价烃基团，并且每个R1独立地选自单价烃基团和单价卤代烃基团。2.根据权利要求1所述的多官能有机氢硅氧烷，其中下标o'＝0，并且所述多官能有机氢硅氧烷具有下式：3.根据权利要求2所述的多官能有机氢硅氧烷，其中每个下标d＝0，并且所述多官能有机氢硅氧烷具有下式：
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多官能有机氢硅氧烷，其中下标n为2至1,000，每个R为具有1至6个碳原子的烷基基团，并且每个R1选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有2至20个碳原子的烯基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团和具有1至20个碳原子的卤代烷基基团。5.根据权利要求1至4中任一项所述的多官能有机氢硅氧烷，其中下标n为5至50；每个R为甲基；并且每个R1独立地选自甲基、乙烯基、苯基和三氟丙基。6.一种以下单元式的簇合官能有机硅氧烷：6.一种以下单元式的簇合官能有机硅氧烷：其中下标n为2至2,000，每个下标d独立地为0至995，下标o'＝1至100，下标n'＝(o'+1)，每个R为独立选择的单价烃基团，每个R1独立地选自单价烃基团和单价卤代烃基团，并且每个R8为氢原子或可固化基团，前提条件是每分子至少一个R8为除氢之外的可固化基团。
7.根据权利要求6所述的簇合官能有机硅氧烷，其中下标o'＝0并且所述簇合官能有机硅氧烷具有下式：8.根据权利要求7所述的簇合官能有机硅氧烷，其中每个下标d＝0并且所述簇合官能有机硅氧烷具有下式：9.根据权利要求6至8中任一项所述的簇合官能有机硅氧烷，其中下标n为2至1,000，每个R为具有1至6个碳原子的烷基基团，并且每个R1选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有2至20个碳原子的烯基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团和具有1至20个碳原子的卤代烷基基团。10.根据权利要求6至9中任一项所述的簇合官能有机硅氧烷，其中下标n为5至50；每个R为甲基；并且每个R1独立地选自甲基、乙烯基、苯基和三氟丙基。11.一种制备产物的方法，所述方法包括：1)将以下物质组合：A)含硼路易斯酸；B)下式的羟基封端的聚二有机硅氧烷：下标n为2至2,000，并且每个R1独立地选自单价烃基团和单价卤代烃基团；以及
C)下式的聚有机氢硅氧烷：其中每个下标d独立地为0至995，并且每个R为独立选择的单价烃基团，从而制备所述产物，其中所述产物包含多官能有机氢硅氧烷和含有H2的副产物。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法在5℃至70℃的温度下进行。13.根据权利要求11或权利要求12中任一项所述的方法，其中A)所述含硼路易斯酸为每分子具有至少一个全氟芳基基团的三价硼化合物。14.根据权利要求13所述的方法，其中A)所述含硼路易斯酸为B(C6F5)3，三(五氟苯基)硼烷。15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中下标n为2至1,000，并且每个R1选自具有1至20个碳原子的烷基基团、具有2至20个碳原子的烯基基团、具有6至20个碳原子的芳基基团和具有1至20个碳原子的卤代烷基基团。16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中C)所述聚有机氢硅氧烷具有式：17.根据权利要求16所述的方法，其中每个R为具有1至6个碳原子的烷基基团。18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，还包括回收所述多官能有机氢硅氧烷，其中所述方法包括以下中的一者或多者：2)在步骤1)期间和/或之后，去除在形成所述多官能有机氢硅氧烷期间产生的H2；3)中和所述有机氢硅氧烷树枝状体中残余含硼路易斯酸和/或4)去除颗粒。19.根据权利要求11至19中任一项所述的方法，还包括：将以下物质组合：a)所述多官能有机氢硅氧烷，b)硅氢加成反应催化剂，以及c)平均每分子具有至少一个脂族不饱和基团的反应性物质，所述脂族不饱和基团能够与起始物质b)的硅键合氢原子进行加成反应并且每分子还包含一个或多个可固化基团；从而制备包含簇合官能有机硅氧烷的产物。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述反应性物质包含式R
4y
SiR
5(4
‑
y)
的硅烷，其中下标y为1至3，每个R4为能够进行加成反应的脂族不饱和基团，并且每个R5为可固化基团；从而制备包含簇合官能聚有机硅氧烷树枝状体的产物。21.根据权利要求20所述的方法，其中下标y＝1；每个R4独立地选自烯基和炔基；并且每个R5独立地选自含有丙烯酸酯基团、醇基团、烷氧基基...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：美国陶氏有机硅公司，
类型：发明
国别省市：