Композиции для получения герметика для связывания поверхности без грунтовки со стеклом и пластиком

Композиции для получения герметика для связывания поверхности без грунтовки со стеклом и пластиком

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка имеет дату приоритета на основании предварительной заявки на патент США №60/685911, поданной 31 мая 2005 года.

Настоящее изобретение относится к композициям полиуретановых герметиков, которые могут использоваться без грунтовки. Более конкретно, композиции герметиков могут связываться без грунтовки с поверхностью с покрытием, такой как оконный фланец, и со стеклом с прозрачным пластиком, покрытым абразивно-стойким покрытием (пластик с покрытием), или со стеклом или пластиком с покрытием, дополнительно покрытым стеклоцементом, таким как керамический или органический стеклоцемент.

Композиции полиуретановых герметиков, как правило, содержат, по меньшей мере, один уретановый преполимер. Герметики, пригодные для связывания с непористыми подложками, такими как стекло, описаны, например, в патенте США №4374237 и патенте США №4687533, которые оба выключены в качестве ссылок. Патент США №4374237 описывает полиуретановый герметик, содержащий уретановые преполимеры, которые дополнительно взаимодействуют с соединениями вторичных аминов, содержащими две силановые группы. Патент США №4687533 описывает полиуретановый герметик, содержащий уретановые преполимеры, которые содержат силановые группы, которые получаются посредством взаимодействия полиизоцианата, имеющего, по меньшей мере, три изоцианатных группы, с количеством алкоксисилана, меньшим, чем эквивалентное, имеющего концевую группу, содержащую активные атомы водорода, взаимодействующие с изоцианатными группами, с образованием изоцианотосилана, имеющего, по меньшей мере, две непрореагировавшие изоцианатные группы. На второй стадии изоцианатосилан смешивают с дополнительным полиизоцианатом, и смесь взаимодействует с полиолом с образованием полиуретанового преполимера, имеющего концевые изоцианатные группы и боковые алкоксисилановые группы.

Установка окна в транспортном средстве, как правило, представляет собой трехстадийный процесс. Во-первых, прозрачная силановая грунтовка наносится на стекло для очистки и подготовки поверхности к связыванию. Во-вторых, грунтовка, которая по существу представляет собой дисперсию углеродной сажи, которая также содержит соединение, имеющее силановые и/или изоцианатные функциональные группы, часто упоминаемая как "светомаскирующая грунтовка", затем наносится поверх прозрачной грунтовки. В-третьих, наносится адгезив на загрунтованное стекло, которое затем устанавливается в структуре. Для транспортных средств и некоторых зданий эти материалы наносятся на стеклоцемент из керамической эмали или на органическое покрытие, располагающееся по периферии окна. Стеклоцемент конструируется для защиты адгезива от УФ-света, чтобы скрыть из виду компоненты адгезива и/или отделки, см. патент США №5370905, который включен в настоящее описание в качестве ссылки. Кроме того, когда такие композиции используются для связывания стеклянных подложек с окрашенными подложками, такого, например, как при установке окна при производстве транспортного средства, сдвиговая прочность при соединении внахлест связанной подложки может быть меньше, чем это желательно для безопасности или структурных целей. Как следствие, отдельная грунтовка для краски, содержащая раствор одного или нескольких силанов, часто наносится на окрашенную подложку перед нанесением композиции в большинстве операций по сборке транспортных средств для связывания лобового стекла и заднего окна. Применение грунтовок при операциях сборки является нежелательным из-за того, что оно вводит дополнительные стадии, дополнительную стоимость, риск порчи окрашенной поверхности, если ее капля попадет в нежелательное место, и операторы сборочной линии подвергаются действию дополнительных химикалиев.

Для того чтобы система грунтовки и адгезива была коммерчески жизнеспособной, система должна обеспечивать долговечное связывание. "Долговечное связывание" означает, что адгезив удерживает окно в структуре в течение периода в несколько лет. Поскольку структура, с которой традиционно связывается оконное стекло или пластик, покрытый абразивно-стойким покрытием, выдерживает значительное количество лет, ожидается, что связывание, удерживающее стекло или пластик с покрытием в структуре, также прослужит значительное количество лет.

Было бы желательным создание композиции, которая, когда связывается с покрашенной подложкой и стеклом или пластиком с покрытием и отверждается, обеспечивает связанную структуру с более высокой сдвиговой прочностью при соединении внахлест, в частности, когда используется в отсутствие грунтовки для краски и/или грунтовки на стекле или пластике с покрытием. То что требуется дополнительно, представляет собой систему, которая делает возможной долговечную адгезию композиции на поверхности подложек.

В одном из аспектов настоящее изобретение представляет собой композицию, содержащую

(1) один или несколько уретановых преполимеров, имеющих изоцианатные функциональные остатки;

(2) каталитическое количество одного или нескольких соединений, которые катализируют взаимодействие изоцианатных остатков с водой или с соединением, содержащим активный водород; и

(3) одно или несколько альфа-гидрокарбилсилановых соединений, имеющих, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, связанную с атомом кремния и связанную с атомом углерода, который, в свою очередь, связан с атомом кремния, альфа-атомом углерода гидрокарбильной группой через функциональную связь гетероатома.

В предпочтительном варианте осуществления преполимер дополнительно содержит силановую функциональную группу или композиция дополнительно содержит соединение или полимер, который содержит силановые остатки и является совместимым с полиуретановым преполимером.

Во многих случаях катализатор для взаимодействия изоцианата и воды или активного атома водорода будет также катализировать реакцию конденсации силанола. В некоторых вариантах осуществления может быть желательным добавление к композиции каталитического количества одного или нескольких соединений, которые катализируют конденсацию силанола, где такой катализатор является иным, чем катализатор для реакции изоцианата и воды или соединения, содержащего активный водород, то есть каталитического количества одного или нескольких соединений, которые катализируют взаимодействие изоцианатных остатков с водой или соединением, содержащим активный водород.

Композиция по настоящему изобретению является пригодной для связывания стекла или пластика с покрытием с подложкой. Предпочтительно, стекло или пластик с покрытием имеет форму окна, а подложка представляет собой оконный фланец для структуры, такой как здание или автомобиль. Предпочтительно, стекло или пластик с покрытием и/или подложка не грунтуются перед приведением в контакт адгезива с соответствующими поверхностями.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение представляет собой способ связывания стекла с подложкой, который включает в себя приведение в контакт композиции в соответствии с настоящим изобретением со стеклом или пластиком с покрытием и другой подложки с композицией по настоящему изобретению, расположенной между стеклом или пластиком с покрытием и подложкой, а после этого предоставление возможности композиции для отверждения с тем, чтобы связать стекло или пластик с покрытием с подложкой.

Композиция по настоящему изобретению является пригодной при связывании стекла и/или пластика с покрытием с пластиком, металлом, стекловолокном и композитными подложками, которые могут иметь или не иметь покрытия или покраски. Композиция дает неожиданно высокую сдвиговую прочность при соединении внахлест, когда композиции грунтовок не наносятся предварительно на покрашенный пластик, металл, стекловолокно или композитную подложку и/или стекло или пластик с покрытием. Пластик с покрытием может представлять собой прозрачный пластик, имеющий абразивно-стойкое покрытие, расположенное на поверхности. Композиции по настоящему изобретению, связанные с подложками с покрытиями, например с теми, которые покрыты системами кислотно-стойких покрытий, и/или со стеклом или с пластиком с покрытием, без необходимости в грунтовке, достигают более быстрого схватывания в условиях низких температур и поддерживают адгезию, когда экспонируются для воздействия условий окружающей среды.

Преполимеры, используемые в настоящем изобретении, могут представлять собой обычные преполимеры, используемые в полиуретановых адгезивных композициях. В предпочтительном варианте осуществления преполимеры смешиваются с соединением или полимером, имеющим силановую функциональную группу. В другом предпочтительном варианте осуществления преполимер содержит силановую функциональную группу, а также изоцианатную функциональную группу. Уретановый преполимер, имеющий силановую функциональную группу, может представлять собой весь преполимер, используемый в адгезиве, или он может смешиваться с преполимером, который не имеет силановой функциональной группы.

Предпочтительные уретановые преполимеры для использования при получении композиции по настоящему изобретению включают в себя любое соединение, имеющее среднее количество изоцианатных функциональных групп, по меньшей мере, примерно 2,0 и молекулярную массу (средневзвешенную), по меньшей мере, примерно 2000. Предпочтительно, среднее количество изоцианатных функциональных групп преполимера составляет, по меньшей мере, примерно 2,2, а более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 2,4. Предпочтительно, количество изоцианатных функциональных групп составляет не больше, примерно, чем 4,0, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,5, и наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,0. Предпочтительно, средневзвешенная молекулярная масса преполимера составляет, по меньшей мере, примерно 2500, а более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 3000; и предпочтительно, не больше, примерно, чем 40000, еще более предпочтительно, не больше, примерно, чем 20000, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 15000, и наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 10000. Преполимер может быть получен посредством любого пригодного для использования способа, такого как взаимодействие реакционноспособного по отношению к изоцианату соединения, содержащего, по меньшей мере, две реакционноспособные по отношению к изоцианату содержащие активный водород группы в стехиометрическом избытке по сравнению с полиизоцианатом при условиях реакции, достаточных для образования соответствующего преполимера.

Предпочтительные полиизоцианаты, используемые при получении преполимера, включают любой алифатический, циклоалифатический, аралифатический, гетероциклический или ароматический полиизоцианат или их смеси. Предпочтительно, используемые полиизоцианаты имеют среднее количество изоцианатных функциональных групп, по меньшей мере, примерно 2,0 и эквивалентную массу, по меньшей мере, примерно 80. Предпочтительно, среднее количество изоцианатных функциональных групп полиизоцианата равно, по меньшей мере, примерно 2,0, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 2,2, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 2,4; и предпочтительно, не больше, примерно, чем 4,0, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,5, и наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,0. Может также использоваться большее количество функциональных групп, но они могут вызвать избыточную поперечную сшивку и привести к получению адгезива, который является слишком вязким для манипуляций и легкого нанесения и может вызвать избыточную хрупкость отвержденного адгезива. Предпочтительно, эквивалентная масса полиизоцианата равна, по меньшей мере, примерно 80, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 110, и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 120; и предпочтительно, не больше, примерно, чем 300, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 250, а наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 200.

Примеры предпочтительных полиизоцианатов включают в себя те, которые описаны Wu, патент США № 6512033, столбец 3, от строки 3 до строки 49, который включен в качестве ссылки. Более предпочтительные изоцианаты представляют собой ароматические изоцианаты, алициклические изоцианаты и их производные. Еще более предпочтительные полиизоцианаты включают в себя дифенилметандиизоцианат и его полимерные производные, изофорондиизоцианат, тетраметилксилендиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат и их полимерные производные, бис(4-изоцианатоциклогексил)метан и триметилгексаметилендиизоцианат. Наиболее предпочтительный изоцианат представляет собой дифенилметандиизоцианат.

Термин "реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение", как здесь используется, включает в себя любое органическое соединение, имеющее, по меньшей мере, два реакционноспособных по отношению к изоцианату остатка, такое как соединение, содержащее остаток активного водорода, или иминофункциональное соединение. Для целей настоящего изобретения остаток, содержащий активный водород, относится к остатку, содержащему атом водорода, который благодаря его положению в молекуле демонстрирует значительную активность в соответствии со способом Церевитинова, описанным Wohler в Journal of American Chemical Society, Vol. 49, p. 3181 (1927). Иллюстрациями таких остатков активного водорода являются -COOH, -OH, -NH₂, -NH-, -CONH₂, -SH и -CONH-. Предпочтительные соединения, содержащие активный водород, включают в себя полиолы, полиамины, полимеркаптаны и поликислоты. Пригодные для использования иминофункциональные соединения представляют собой такие, которые имеют, по меньшей мере, одну концевую иминогруппу на молекулу, такие, как описываются, например, в патенте США № 4910279, который включен в качестве ссылки во всей его полноте. Предпочтительно, реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение представляет собой полиол, а более предпочтительно, представляет собой простой полиэфирполиол.

Предпочтительные полиолы, пригодные для получения преполимеров, включают в себя те, которые описаны Wu, патент США № 6512033, столбец 4, от строки 10 до строки 64, который включен в качестве ссылки, и включают в себя, например, простые полиэфирполиолы, сложные полиэфирполиолы, поли(алкиленкабонат)полиолы, гидроксилсодержащие простые политиоэфиры, полимерные полиолы (дисперсии виниловых полимеров в таких полиолах, повсеместно упоминаемые как сополимерные полиолы) и их смеси. Предпочтительно, реакционноспособное по отношению к изоцианату соединение имеет среднее количество функциональных групп, по меньшей мере, примерно 1,5, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 1,8, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 2,0; и предпочтительно, не больше, примерно, чем 4,0, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,5, а наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 3,0. Предпочтительно, эквивалентная масса реакционноспособного по отношению к изоцианату соединения равна, по меньшей мере, примерно 200, более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 500, а еще более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 1000; и предпочтительно, не больше, примерно, чем 5000, более предпочтительно, не больше, примерно, чем 3000, и наиболее предпочтительно, не больше, примерно, чем 2500.

Предпочтительно, преполимеры, пригодные для настоящего изобретения, демонстрируют вязкость, достаточную для того, чтобы сделать возможным использование преполимеров в адгезивных композициях. Предпочтительно, полученные преполимеры демонстрируют вязкость примерно 6000 сантипуаз (600 Н·сек/м²) или больше, а более предпочтительно, примерно 8000 сантипуаз (800 Н·сек/м²) или больше. Предпочтительно, полиуретановые преполимеры демонстрируют вязкость примерно 30000 сантипуаз (3000 Н·сек/м²) или меньше, а более предпочтительно, примерно 20000 сантипуаз (2000 Н·сек/м²) или меньше. Выше примерно 30000 сантипуаз (3000 Н·сек/м²) полиуретановые композиции становятся слишком вязкими для прокачки и по этой причине не могут наноситься с использованием обычных технологий. Ниже примерно 6000 сантипуаз (600 Н·сек/м²) преполимеры не дают достаточной целостности, чтобы дать возможность для использования композиций, использующих преполимеры, в желаемых применениях. Вязкость, как здесь используется, измеряется с помощью вискозиметра Брукфильда (Brookfield Viscometer), Model DV-E, со шпинделем RV #5, при скорости 5 оборотов в секунду и при температуре 25°C.

Количество изоцианатсодержащего соединения, используемого для получения преполимера, представляет собой такое количество, которое дает желаемые свойства, то есть соответствующее содержание свободного изоцианата и вязкость, как обсуждалось ранее. Предпочтительно, изоцианаты используются для получения преполимера в количестве примерно 6,5 массовых частей или больше, более предпочтительно, примерно 7,0 массовых частей или больше, а наиболее предпочтительно, примерно 7,5 массовых частей или больше. Предпочтительно, полиизоцианаты, используемые для получения преполимера, используются в количестве примерно 12 массовых частей или меньше, более предпочтительно, примерно 10,5 массовых частей или меньше, а наиболее предпочтительно, примерно 10 массовых частей или меньше.

Один или несколько, как здесь используется, означает, что, по меньшей мере, один и более чем один из упомянутых компонентов могут использоваться, как описано. Номинал, который используется по отношению к количеству функциональных групп, означает среднее теоретическое количество функциональных групп, как правило, оно вычисляется из стехиометрии используемых ингредиентов. Как правило, реальное среднее количество функциональных групп является иным из-за несовершенств в сыром материале, неполного преобразования реагентов и образования побочных продуктов.

Полиолы (диолы и триолы) присутствуют в количестве, достаточном для взаимодействия с большей частью изоцианатных групп изоцианатов, оставляя достаточное количество изоцианатных групп для получения желаемого содержания свободных изоцианатов преполимера. Предпочтительно, полиолы присутствуют в количестве примерно 30 массовых частей или больше по отношению к массе преполимера, более предпочтительно, примерно 35 массовых частей или больше, а наиболее предпочтительно, примерно 40 массовых частей или больше. Предпочтительно, полиолы присутствуют в количестве примерно 75 массовых частей или меньше, по отношению к массе преполимера, более предпочтительно, примерно 65 массовых частей или меньше, а наиболее предпочтительно, примерно 60 массовых частей или меньше.

Преполимер может быть получен посредством любого соответствующего способа, такого как полимеризация в массе и полимеризация в растворе. Реакция для получения преполимера осуществляется в безводных условиях, предпочтительно в инертной атмосфере, такой как атмосфера азота, для предотвращения поперечной сшивки изоцианатных групп под действием атмосферной влажности. Реакция предпочтительно осуществляется при температуре в пределах между примерно 0°C и примерно 150°C, более предпочтительно, между примерно 25°C и примерно 80°C до тех пор, пока остаточное содержание изоцианата, определяемое по титрованию образца, не станет очень близким к желаемому теоретическому значению. Содержание изоцианата в преполимерах предпочтительно находится в пределах от примерно 0,1 процента до примерно 10 процентов, более предпочтительно, в пределах от примерно 1,5 процента до примерно 5,0 процентов, а наиболее предпочтительно, в пределах от примерно 1,8 процента до примерно 3,0 процентов.

Преполимер присутствует в композиции по настоящему изобретению в достаточном количестве, так что герметик способен связывать стекло или пластик с покрытием с металлом, пластиком, стекловолокном или композитными подложками, предпочтительно подложки имеют покрытие или покраску, а более предпочтительно, подложки покрашены кислотно-стойкими красками. Предпочтительно, полиуретановый преполимер присутствует в количестве примерно 30 массовых частей или больше, по отношению к массе композиции, более предпочтительно, примерно 50 массовых частей или больше, а наиболее предпочтительно, примерно 55 массовых частей или больше. Предпочтительно, полиуретановый преполимер присутствует в количестве примерно 99,8 массовых частей или меньше, по отношению к массе герметика, более предпочтительно, примерно 98 массовых частей или меньше, а наиболее предпочтительно, примерно 85 массовых частей или меньше.

Композиция по настоящему изобретению дополнительно содержит силановое соединение, содержащее, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, связанную, по меньшей мере, с одним атомом кремния силанового соединения. Кроме того, силановое соединение имеет гидрокарбильную группу, связанную с атомом углерода через функциональную связь, содержащую гетероатом, где атом углерода дополнительно связывается, по меньшей мере, с одним из атомов кремния, имеющим гидролизуемую группу, связанную с ним. Атом углерода, который связан с функциональной группой, такой как силан, имеющей, по меньшей мере, одну гидролизуемую группу, связанную с ним, упоминается в некоторых системах номенклатуры как альфа-атом углерода, а в других системах номенклатуры как 1 атом углерода. Для ясности, эти соединения будут упоминаться здесь далее как альфа-гидрокарбилсиланы. Гидрокарбильная группа может представлять собой любую группу на основе углерода и водорода, которая не влияет на то, как альфа-гидрокарбилсилан функционирует в композициях по настоящему изобретению, и которая приводит к получению стабильных композиций по настоящему изобретению. Стабильный, как используется в данном контексте, означает, что композиции не подвергаются неприемлемым взаимодействиям, когда хранятся в окружающей среде, защищенной от влажности, в течение шестимесячного периода. Неприемлемое взаимодействие означает, что взаимодействие вызывает увеличение вязкости композиции до такого уровня, что композиция не может наноситься с использованием обычных технологий. Предпочтительно, вязкость композиции не увеличивается более чем на 50 процентов в течение 6-месячного периода, более предпочтительно, не более чем на 30 процентов, когда хранится в контейнере, защищенном от влажности. Кроме того, гидрокарбильная группа может содержать один или несколько гетероатомов в основной цепи. Предпочтительно, основная цепь представляет собой алифатическую основную цепь (или простой полиэфир), такую как полиалкиленоксидная основная цепь. Предпочтительные алифатические основные цепи представляют собой C_1-10 алифатические углеводороды с прямой и разветвленной цепью, при этом C_2-8 алифатические углеводороды с прямой и разветвленной цепью являются наиболее предпочтительными. Из полиалкиленоксидных основных цепей полиоксиалкиленоксиды на основе тетрагидрофурана, бутандиола, бутиленоксида, пропиленоксида и этиленоксида являются предпочтительными, при этом те, которые основываются на этиленоксиде, пропиленоксиде или их смесях, являются еще более предпочтительными. Гидрокарбильная группа связывается с альфа-атомом углерода через функциональную связь, содержащую гетероатом. Функциональная связь гетероатома может представлять собой любую функциональную связь, которая способна к связыванию гидрокарбильной группы с альфа-атомом углерода, связанным с силановой группой, и которая не влияет на функционирование альфа-гидрокарбилсилана в композициях по настоящему изобретению. Предпочтительно, функциональная связь, содержащая гетероатом, содержит остаток кислорода, азота и/или серы. Предпочтительные функциональные связи гетероатома включают в себя простые эфиры, простые тиоэфиры, вторичные и третичные амины, карбонильные, карбонилокси, амидо, уретановые группы, группу мочевины и тому подобное. Предпочтительные функциональные связи, содержащие гетероатом, представляют собой мочевины и уретаны. Предпочтительно, по меньшей мере, один из атомов кремния соединения имеет связанные с ним две или три гидролизуемые группы. Гидролизуемая группа не является как-либо ограниченной и выбирается из обычных гидролизуемых групп. Конкретные примеры представляют собой атом водорода, атом галогена, алкоксигруппу, ацилоксигруппу, кетоксиматную группу, аминогруппу, амидогруппу, кислотную амидогруппу, аминооксигруппу, меркаптогруппу и алкенилоксигруппу. Предпочтительными среди них являются атом водорода, алкоксигруппа, ацилоксигруппа, кетоксиматная группа, аминогруппа, амидогруппа, аминооксигруппа, меркаптогруппа и алкенилоксигруппа. Алкоксигруппа является более предпочтительной, при этом метокси- или этоксигруппа является наиболее предпочтительной.

Предпочтительно, альфа-гидрокарбилсилан соответствует формуле

где

R¹ независимо представляет собой в каждом случае углеводородную группу, которая может содержать один или несколько гетероатомов;

R² независимо представляет собой в каждом случае гидролизуемую группу;

R³ независимо представляет собой в каждом случае одновалентный углеводород;

R⁴ независимо представляет собой в каждом случае водород или алкил;

Z независимо представляет собой в каждом случае функциональную связь, содержащую гетероатом;

n независимо представляет собой в каждом случае целое число от 1 до 3; и

m равно примерно 1 или больше.

R¹ предпочтительно представляет собой алифатический углеводород или алифатический простой полиэфир; более предпочтительно, C_1-10 алифатическую группу с прямой или разветвленной цепью или полиалкиленоксидную группу; более предпочтительно, C_2-8 алифатическую группу с прямой или разветвленной цепью или C_2-4 полиалкиленоксидную цепь, и наиболее предпочтительно, полиалкиленоксидная цепь основывается на этиленоксиде, пропиленоксиде или их смеси. Гидролизуемая группа, представленная R², не является как-либо ограниченной и выбирается из обычных гидролизуемых групп. Конкретные примеры представляют собой атом водорода, атом галогена, алкоксигруппу, ацилоксигруппу, кетоксиматную группу, аминогруппу, амидогруппу, кислотную амидогруппу, аминооксигруппу, меркаптогруппу и алкенилоксигруппу. Предпочтительными среди них являются атом водорода, алкоксигруппа, ацилоксигруппа, кетоксиматная группа, аминогруппа, амидогруппа, аминооксигруппа, меркаптогруппа и алкенилоксигруппа. Алкоксигруппа является более предпочтительной, при этом метокси- или этоксигруппа является наиболее предпочтительной. Предпочтительно, R² независимо представляет собой в каждом случае гидрокарбилокси; более предпочтительно, алкилокси-, ацилокси-, амино- и алкенилоксигруппу. Еще более предпочтительно, R² представляет собой C_1-10 алкилокси или алкенилоксигруппу и, еще более предпочтительно, C_1-10 алкилоксигруппу. Наиболее предпочтительно, R² представляет собой C_1-3 алкилокси, при этом метокси является наиболее предпочтительной. Предпочтительно, R³ независимо представляет собой в каждом случае алкильную группу, имеющую 1-20 атомов углерода, арильную группу, имеющую 6-20 атомов углерода, циклоалкильную группу, имеющую 5-20 атомов углерода, и аралкильную группу, имеющую 7-20 атомов углерода. Более предпочтительно, R³ представляет собой метильную, этильную, циклогексильную, фенильную или бензильную группу; еще более предпочтительно, циклогексильную, бензильную, метильную или этильную группу; при этом метил или этил являются еще более предпочтительными, а метил наиболее предпочтительным. Z предпочтительно представляет собой кислород, серу, третичный или вторичный амин (N(R⁴)), карбонил или функциональную группу, соответствующую формуле

X независимо представляет собой в каждом случае кислород, серу или N(R⁴), где R⁴ описан ранее; и

a независимо представляет собой в каждом случае 0 или 1 при условии, что для каждого случая представленной функциональной группы сумма значений a равна 1 или 2, а предпочтительно, 2. Предпочтительно, Z представляет собой

X предпочтительно представляет собой O или N(R⁴). R⁴ предпочтительно представляет собой C_1-3 алкил или водород, еще более предпочтительно, метил или водород. Предпочтительно, m равно 2 или больше. Предпочтительно, m равно 8 или меньше, более предпочтительно, 6 или меньше, еще более предпочтительно, 4 или меньше, а наиболее предпочтительно, 3 или меньше. В наиболее предпочтительном варианте осуществления m равно 2. Предпочтительно, n равно 2 или 3.

Альфа-гидрокарбилсиланы могут быть получены с помощью средств, известных специалистам в области химии органического синтеза. В предпочтительном варианте осуществления альфа-гидрокарбилсиланы получают посредством взаимодействия силанового соединения, имеющего химически активный остаток на альфа-атоме углерода, альфа-силана, с гидрокарбилсодержащим соединением с функциональной группой, взаимодействующей с функциональным остатком на силановом соединении. Функциональные группы на двух соединениях могут представлять собой любой набор функциональных групп, взаимодействующих друг с другом, так что полученный продукт соединяет силан с гидрокарбильной группой при разумных условиях. Пары функциональных групп, которые взаимодействуют друг с другом, хорошо известны специалистам в области химии органического синтеза. Предпочтительно, взаимодействующие остатки выбираются так, что они подвергаются реакции конденсации друг с другом. Среди предпочтительных функциональных групп находятся первичные или вторичные амины, тиолы, изоцианаты, гидроксил, карбоновые кислоты, альдегиды, галогены, галогенангидриды, эпоксигруппы и тому подобное. Предпочтительными являются гидроксил, амины и изоцианаты. Предпочтительно, композиция по настоящему изобретению содержит продукт реакции одного или нескольких альфа-силанов с одним или несколькими соединениями, имеющими гидрокарбильную группу, где одно из соединений имеет изоцианатную функциональную группу, а другое имеет остаток, содержащий активный атом водорода, как описано ранее. Остаток, содержащий активный водород, представляет собой любой остаток, содержащий водород, который взаимодействует с изоцианатным остатком. Предпочтительно, соединение, содержащее гидрокарбильную группу, содержит 1 или несколько функциональных групп, более предпочтительно, 2 или более. Предпочтительно, такие соединения содержат 8 или меньше активных функциональных групп, более предпочтительно, 6 или меньше, еще более предпочтительно, 4 или меньше, а наиболее предпочтительно, 3 или меньше. Наиболее предпочтительные соединения, содержащие гидрокарбильную группу, имеют среднее количество функциональных групп примерно 2. Предпочтительные соединения, содержащие гидрокарбильную группу, соответствуют формуле

где R¹ и m являются такими, как описано ранее; Y независимо представляет собой в каждом случае химически активный остаток, который взаимодействует с остатком, содержащимся на альфа-силане. Предпочтительно, Y представляет собой галоген, гидроксил, тиол, первичную или вторичную амино, группу галогенангидрида, карбоксильную, альдегидную, изоцианато, алкокси, алкилтиольную, эпоксигруппы и тому подобное. Предпочтительно, Y представляет собой гидроксил, изоцианато, первичную или вторичную амино.

Альфа-силан представляет собой соединение, которое имеет функциональный остаток, который взаимодействует с функциональным остатком на соединении, содержащем гидрокарбильную группу, и силановую группу, имеющую, по меньшей мере, один гидролизуемый остаток, связанный с силаном, где две группы соединяются с помощью одного атома углерода. Функциональные группы, которые могут находиться на альфа-силане, представляют собой такие, которые описаны для соединения, содержащего гидрокарбильную группу. Конкретный функциональный остаток выбирается таким образом, что два соединения взаимодействуют друг с другом, так что гидрокарбильное соединение и альфа-силан могут связываться вместе через функциональную связь. Предпочтительные альфа-силаны соответствуют формуле

где Y, R², R³, R⁴ и n описаны ранее.

Полученный альфа-гидрокарбилсилан может быть представлен формулой

где R¹, R², R³, R⁴, Z, n и m являются такими, как описано ранее. В предпочтительном варианте осуществления альфа-гидрокарбилсилан соответствует формуле, описанной выше.

R¹, R², R³, R⁴, X, a, m и n являются такими, как описано выше. Предпочтительные продукты реакции альфа-силана и гидрокарбилсодержащего соединения включают в себя простой диалкоксиалкилсилилметиловый полиэфир с карбаматными окончаниями или простой триалкоксисилилметиловый полиэфир с карбаматными окончаниями, при этом простой диметоксиметилсилилметиловый полиэфир с карбаматными окончаниями, такой как те, которые доступны от Wacker Silicones под торговым наименованием GENIOSIL и под обозначением STP-E10, является наиболее предпочтительным.

Альфа-гидрокарбилсиланы присутствуют в композициях по настоящему изобретению в количестве, достаточном для улучшения адгезии и долговечности связывания композиции с подложками, описанными здесь. Предпочтительно, адгезия и долговечность связи удовлетворяют предпочтительным спецификациям, как описано здесь. Если их используется слишком мало, композиция не демонстрирует долговечной адгезии к описанным поверхностям подложек. Если их используется слишком много, тогда рабочие характеристики адгезии могут подвергаться вредному влиянию. Предпочтительно, альфа-гидрокарбилсиланы присутствуют в композициях по настоящему изобретению в количестве примерно 1 части массовой или больше по отношению к массе композиции, а более предпочтительно, примерно 3 массовых частей или больше. Предпочтительно, альфа-гидрокарбилсиланы присутствуют в композициях по настоящему изобретению в количестве примерно 10 массовых частей или меньше по отношению к массе композиции, а более предпочтительно примерно 8 массовых частей или меньше. В предпочтительном варианте осуществления продукты реакции альфа-силана и гидрокарбилсодержащего соединения получают с помощью известных реакций конденсации между альфа-силаном и гидрокарбилсодержащим соединением, которое хорошо известно в данной области, см., например, Chiao, патент США № 5623044 от столбца 5, строка 36, до столбца 6, строка 12.

В тех вариантах осуществления, где композиция используется для связывания стекла или пластика с покрытием с подложками, покрытыми с помощью покрытий или красок, включая кислотно-стойкие краски, желательно иметь силан, присутствующий в некоторой форме. Силан может смешиваться с преполимером. В другом варианте осуществления силан представляет собой силан, который имеет активный атом водорода, реакционноспособный по отношению к изоцианату. Предпочтительно, такой силан представляет собой меркаптосилан или аминосилан, а более предпочтительно, представляет собой меркаптотриалкоксисилан или аминотриалкоксисилан. В одном из вариантов осуществления силан, имеющий активный атом водорода, реакционноспособный по отношению к изоцианатам остатков, может взаимодействовать с конечными изоцианатными остатками преполимера. Такие продукты реакции описаны в патентах США № 4374237 и 4345053, относящиеся к делу части которых включены в качестве ссылок. Еще в одном варианте осуществления силан, имеющий остаток химически активного водорода, реакционноспособного по отношению к изоцианату остатка, может взаимодействовать в основной цепи преполимера посредством взаимодействия такого силана с исходными материалами во время получения преполимера. Способ получения преполимеров, содержащих силан в основной цепи, описан в патенте США № 4625012, относящие