Moisture and heat curable composition, preparation method and use of the same

Abstract

The present invention discloses a novel moisture and heat curable composition, comprising: (A) at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer containing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and containing one or more epoxy groups; (B) at least one latent imine curing agent; (C) at least one moisture curing catalyst; (D) at least one crosslinker capable of crosslinking the at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer; and (E) optionally at least one filler. Also provided herein are a process for preparing the composition, a process for bonding substrates using the composition, an article bonded or sealed using the composition, as well as a cured product and use of the composition.

Description

MOISTURE AND HEAT CURABLE COMPOSITION, PREPARATION METHOD AND USE OF THE SAME

[0001] FIELD OF THE DISCLOSURE

[0002] The present invention relates to a moisture and heat curable composition, a process for preparing the composition, a process for bonding substrates using the composition, an article bonded or sealed using the composition, as well as a cured product and use of the composition.

[0003] BACKGROUND OF THE DISCLOSURE

[0004] The moisture curable silicone-based adhesive or sealant compositions are well-known to have various advantages, such as good mechanical properties, good thermal and chemical resistance, and low shrinkage, and are used in several fields of application, e.g., food, dental, or molding. However, to date, such silicone-based systems suffer from a slow curing speed, restricting their application in many fields.

[0005] For a long time, there is always a need in the art for optimizing the formulation of the curable silicone-based adhesive or sealant compositions, so as to increase the curing speed thereof while maintaining or even improving the tensile strength or elongation of their cured products.

[0006] Significant efforts have been directed towards the decrease or elimination of these drawbacks over the years. Some of these existing methods use different crosslinkers or more catalysts for improving the curing speed to some extent. Moreover, a silicone-acrylate hybrid system is another means for increasing the curing speed, due to the light curing of the acrylate group (s) present in such a system.

[0007] Further, there are also some methods which attempt to modify the silicone composition via mixing the silicone resin (s) and the epoxy resin (s) together. This is also referred to as “blending modification” . However, the solubility parameters of the silicone and the epoxy resin differ significantly, resulting in a poor compatibility between these two phases. Thus, through simple blending modification, the difference in interaction forces between two phases tends to result in significant micro-phase separation, thereby forming larger “island” structures.

[0008] As such, there remains a need in the art for developing an improved curable silicone composition that would address these shortcomings of the currently available silicone  compositions and that would find use in a variety of applications.

[0009] SUMMARY OF THE DISCLOSURE

[0010] The present inventors have conducted intensive study, and found that the aforesaid object can be achieved utilizing a moisture and heat curable composition as expatiated hereinafter, which not only has an increased curing speed and yields a cured product having good tensile strength and elongation at break, but also can be cured via multiple curing manners.

[0011] In a first aspect, the present invention provides a moisture and heat curable composition, comprising:

[0012] (A) at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and bearing one or more epoxy groups;

[0013] (B) at least one latent imine curing agent;

[0014] (C) at least one moisture curing catalyst;

[0015] (D) at least one crosslinker capable of crosslinking the at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer; and

[0016] (E) optionally at least one filler.

[0017] In a second aspect, the present invention provides a process for preparing the moisture and heat curable composition according to the first aspect, comprising:

[0018] a) preparing a silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and bearing one or more epoxy groups, preferably by the reaction between a SiOH-functional organopolysiloxane and an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof;

[0019] b) charging a latent imine curing agent, an optional filler and an optional additive, to the mixing system under vacuum and stirring;

[0020] c) heating the mixture to 110 to 130 ℃ to remove water;

[0021] d) cooling the mixture to a temperature below 50℃ under an anhydrous headspace or vacuum;

[0022] e) adding and mixing a crosslinker into the mixture; and

[0023] f) adding a moisture curing catalyst to the mixture, and mixing under an anhydrous headspace until being uniformly dispersed.

[0024] In a third aspect, the present invention provides a cured product of the moisture and heat curable composition according to the first aspect or prepared by the process according to the second aspect.

[0025] In a fourth aspect, the present invention provides a process for bonding substrates, comprising:

[0026] (i) applying the moisture and heat curable composition according to the first aspect or prepared by the process according to the second aspect onto one or both of the substrates;

[0027] (ii) laminating the substrates to form an assembly;

[0028] (iii) solidifying the composition disposed between the substrates by: i) a heat curing and a subsequent moisture curing, ii) only a moisture curing, or iii) a moisture curing and a subsequent heat curing.

[0029] In a fifth aspect, the present invention provides an article bonded or sealed using the moisture and heat curable composition according to the first aspect or prepared by the process according to the second aspect.

[0030] In a sixth aspect, the present invention provides use of the moisture and heat curable composition according to the first aspect or prepared by the process according to the second aspect for joining, casting, moulding, binding, sealing or coating on one or more substrates, preferably as an adhesive or a sealant.

[0031] As compared with the conventional curable silicone compositions, the present invention has the following advantages:

[0032] 1) The moisture and heat curable composition of the present invention not only has an increased curing speed, but also yields a cured product having comparable or even improved tensile strength or elongation at break; and

[0033] 2) The moisture and heat curable composition of the present invention can be cured utilizing moisture and / or heat, i.e., utilizing i) a heat curing and a subsequent moisture curing, ii) only a moisture curing, or iii) a moisture curing and a subsequent heat curing, and thus an operator can flexibly choose a suitable curing manner as per different application scenarios.

[0034] These and other features and advantages of this disclosure will become more apparent to those skilled in the art from the detailed description herein. The drawings that accompany the detailed description are described below.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0035] The drawings described herein are for illustrative purposes only of selected aspects and  not all implementations, and are not intended to limit the present disclosure to only that actually shown. With this in mind, various features and advantages of example aspects of the present disclosure will become apparent to one of ordinary skill in the art from the following written description and appended claims when considered in combination with the appended drawings, in which:

[0036] Figures 1A and 1B are the photographs of two premixtures prepared in Comparative Example 1 taken in presence or absence of a bias light, wherein Figure 1A is a photograph taken in the presence of a bias light, and Figure 1B is a photograph taken in absence of a bias light.

[0037] DETAILED DESCRIPTION OF THE DISCLOSURE

[0038] It is to be understood by one of ordinary skill in the art that the present discussion is a description of exemplary embodiments only and is not intended as limiting the broader aspects of the present invention. Each aspect so described may be combined with any other aspect (s) , unless clearly indicated to the contrary. In particular, any feature indicated as being preferred or advantageous may be combined with any other feature or features indicated as being preferred or advantageous.

[0039] All terms used in the present invention, including technical and scientific terms, have the meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. By means of further guidance, term definitions are included to better appreciate the teaching of the present invention. In case of conflict, the present invention, including definitions, will control.

[0040] Definition

[0041] The singular forms “a” , “an” and “the” as used herein include plural referents, unless the context clearly dictates otherwise.

[0042] Unless specified otherwise, the recitation of numerical end points includes all numbers and fractions subsumed within the respective ranges, as well as the recited end points.

[0043] The term “at least one” or “one or more” used herein to define a component refers to the type of the component, and not to the absolute number of molecules.

[0044] The terms “comprising” , “comprises” and “comprised of” as used herein are synonymous  with “including” , “includes” , “containing” or “contains” , and are inclusive or open-ended and do not exclude additional, non-recited components, members, elements or method steps. The term “consisting of” excludes any element, ingredient, member or method step not specified.

[0045] When amounts, concentrations, dimensions and other parameters are expressed in the form of a range, a preferable range, an upper limit value, a lower limit value or preferable upper and limit values, it should be understood that any ranges obtainable by combining any upper limit or preferable value with any lower limit or preferable value are also specifically disclosed, irrespective of whether the obtained ranges are clearly mentioned in the context.

[0046] As used herein, the word “may” be used in a permissive sense –that is meaning to have the potential to -rather than in the mandatory sense.

[0047] The term “monomer” or “monomeric” as used herein refers to a substance that can undergo a polymerization reaction to contribute constitutional units to the chemical structure of a polymer or an oligomer. The term “polymer” or “oligomer” as used herein is a macromolecule that is formed from more than one monomer unit..

[0048] The term "C1-Cn alkyl" as used herein refers to a monovalent group that contains 1 to n carbons atoms, that is a radical of an alkane and includes linear and branched organic groups. Examples of alkyl groups include, but not limiting to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, and 2-ethylhexyl.

[0049] The term “C1-Cn alkylene” as used herein is defined as saturated, divalent hydrocarbon radical having from 1 to n carbon atoms. Examples of alkylene groups include, but not limiting to, methylene, ethylene, propylene, isopropylene, n-butylene, sec-butylene, isobutylene, tert-butylene, n-pentylene, n-hexylene, n-heptylene, 2, 4, 4-trimethylpentylene, 2-ethylhexylene, n-octylene, n-nonylene, n-decylene, n-undecylene, n-dodecylene, n-hexadecylene, n-octadecylene, and n-eicosylene.

[0050] The term “alkoxy” as used herein refers to a monovalent group represented by -OA where A is an alkyl group as defined above. Examples of alkoxy groups include, but not limiting to, methoxy, ethoxy, n-propyloxy, iso-propyloxy, n-butoxy, tert-butoxy, n-pentyloxy, n-hexyloxy, and n-heptyloxy.

[0051] The term “C3-C20 cycloalkyl” as used herein is understood to mean a saturated, mono-or polycyclic hydrocarbon group having from 3 to 20 carbon atoms. Examples of cycloalkyl groups  include, but not limiting to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, adamantine, and norbornane.

[0052] The term “C6-C20 aryl” as used herein used alone or as part of a larger moiety -refers to monocyclic, bicyclic and tricyclic ring systems in which the monocyclic ring system is aromatic or at least one of the rings in a bicyclic or tricyclic ring system is aromatic. The bicyclic and tricyclic ring systems include benzofused 2-3 membered carbocyclic rings. Exemples of aryl groups include, but not limiting to, phenyl, indenyl, naphthalenyl, tetrahydronaphthyl, tetrahydroindenyl, and tetrahydroanthracenyl.

[0053] The term “C6-C20 arylene” as used herein refers to a divalent radical having from 6 to 20 carbon atoms and which is derived from a monocyclic, bicyclic and tricyclic ring system in which the monocyclic ring system is aromatic or at least one of the rings in a bicyclic or tricyclic ring system is aromatic. Examples of arylene groups include, but not limiting to, phenylene and naphthalene-1, 8-diyl.

[0054] The term “aralkyl” as used herein refers to group in which an aryl group –as defined above -replaces at least one hydrogen atom of an alkyl group, also a defined above. Further, the term “aralkylene” refers to a divalent radical in which an aryl group replaces at least one hydrogen atom of the alkylene group as defined above.

[0055] The term "alkaryl" as used herein refers to alkyl-substituted aryl groups. Further, the term “alkarylene” denotes a divalent radical being an alkyl-substituted aryl radical, wherein one hydrogen at any position of the alkyl carbon backbone is replaced by a further binding site. Examples of alkarylene groups include methylphenylene and ethylphenylene.

[0056] The term "C2-C20 alkenyl" as used herein refers to hydrocarbyl groups having from 2 to 20 carbon atoms and at least one unit of ethylenic unsaturation. The alkenyl group can be straight chained, branched or cyclic, and may optionally be substituted with one or more halogen. The term “alkenyl” also encompasses radicals having “cis” and “trans” configurations, or alternatively, “E” and “Z” configurations, as appreciated by one of ordinary skill in the art. Examples of alkenyl groups include, but not limiting to: -CH═CH2; -CH═CHCH3; -CH2CH═CH2; -C (═CH2) (CH3) ; -CH═CHCH2CH3; -CH2CH═CHCH3; -CH2CH2CH═CH2; -CH═C (CH3) 2; -CH2C (═CH2) (CH3) ; -C (═CH2) CH2CH3; -C (CH3) ═CHCH3; -C (CH3) CH═CH2; -CH═CHCH2CH2CH3; -CH2CH═CHCH2CH3; -CH2CH2CH═CHCH3; -CH2CH2CH2CH═CH2; -C (═CH2) CH2CH2CH3; -C (CH3) ═CHCH2CH3; -CH (CH3) CH═CHCH; -CH (CH3) CH2CH═CH2; -CH2CH═C (CH3) 2; 1-cyclopent-1-enyl; 1-cyclopent-2-enyl; 1- cyclopent-3-enyl; 1-cyclohex-1-enyl; 1-cyclohex-2-enyl; and 1-cyclohexyl-3-enyl.

[0057] The term “epoxy group” as used herein refers to a chemical group having a structure of

[0058] The term “glycidyloxy group” or “glycidoxy group” as used herein refers to a chemical group having a structure of

[0059] The term “room temperature” as used herein refers to 23℃ ± 2℃.

[0060] The term “epoxycyclohexyl group” as used herein refers to a chemical group having a structure of

[0061] The term “end-capping” as used herein refers to the reaction between the group -SiOH in a SiOH-functional organopolysiloxane and the group alkoxy-Si-, and the reaction can happen at any position (s) of the SiOH-functional organopolysiloxane as long as the group -SiOH presents, and is not limited to two ends of the SiOH-functional organopolysiloxane.

[0062] The term “end-capping agent” used herein refers to the (epoxy-containing) alkoxysilane or oligomers thereof.

[0063] All references cited in the present specification are hereby incorporated by reference in their entirety.

[0064] Moisture and Heat Curable Composition

[0065] In one aspect, the present invention is directed to a moisture and heat curable composition, comprising:

[0066] (A) at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and bearing one or more epoxy groups;

[0067] (B) at least one latent imine curing agent;

[0068] (C) at least one moisture curing catalyst;

[0069] (D) at least one crosslinker capable of crosslinking the at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer; and

[0070] (E) optionally at least one filler.

[0071] Component (A) : Silicone-Epoxy Hybrid Prepolymer

[0072] According to the present invention, the moisture and heat curable composition comprises (A) at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing OH group (s) and / or alkoxy group (s) bonded to Si atom and epoxy group (s) . The presence of alkoxyl group (s) bonded to Si atom in the prepolymer allows the prepolymer to decompose via contacting with moisture and condensate so as to cure, the presence of OH group (s) allows the prepolymer to crosslink with the crosslinker during the moisture curing, and the presence of epoxy group (s) in the prepolymer allows the composition to be cured with the aid of a latent imine curing agent described hereafter by heat.

[0073] The at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer useful in the present application has a siloxane chain as the backbone and has alkoxy group (s) and / or OH group (s) and epoxy group (s) as functional groups.

[0074] The silicone-epoxy hybrid prepolymer may be obtained by incorporating epoxy group (s) into a silicone resin backbone structure. Preferably, the silicone-epoxy hybrid prepolymer may be prepared by end-capping the SiOH group (s) of a SiOH-functional organopolysiloxane with an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof in the presence of an end-capping catalyst. More preferably, the silicone-epoxy hybrid prepolymer may be prepared by a process comprising the steps of:

[0075] (i) charging a SiOH-functional organopolysiloxane, an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, and an end-capping catalyst into a mixing system under vacuum and stirring to form a mixture;

[0076] (ii) heating the mixture to 20 to 80 ℃, with stirring, such as at a speed of 50 to 500 rpm; and

[0077] (iii) mixing under said conditions, such as for 1 hour to 8 hours, thereby yielding the silicone-epoxy hybrid prepolymer.

[0078] During the end-capping reaction, the alkoxy group (s) of the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof will react with the -SiOH group (s) of the SiOH-functional organopolysiloxane to split off a corresponding alkyl alcohol, thereby forming a Si-O-Si covalent bond therebetween which connects the epoxy-containing alkoxysilane and the SiOH-functional organopolysiloxane permanently together and prevents phase separation.

[0079] The molar ratio of the alkoxy groups in the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof to the -SiOH groups in the SiOH-functional organopolysiloxane, which is defined as “end-capping ratio” , may be adjusted, as long as alkoxy and / or OH group (s) bonded to Si atom is / are present in the molecular structure. The end-capping ratio may range from 0.1: 1 to 5: 1, preferably from 1.5: 1 to 4: 1, and more preferably 2: 1 to 3.5: 1, such as 0.1: 1, 0.5: 1, 0.8: 1, 1.3: 1, 1.5: 1, 1.7: 1, 2: 1, 2.2: 1, 2.5: 1, 2.7: 1, 3: 1, 3.2: 1, 3.5: 1, 3.7: 1, 4: 1, 4.3: 1, 4.5: 1, 4.7: 1, 5: 1, or any ranges between two above-listed values. By controlling the end-capping ratio, the reactive functional groups in and the properties of the resultant silicone-epoxy hybrid prepolymer may be tuned, so as to meet the respective requirements of different application scenarios.

[0080] SiOH-Functional Organopolysiloxane

[0081] The SiOH-functional organopolysiloxane useful for preparing the prepolymer may contain the -OH group (s) at α position and / or ω position, or in the backbone. Preferably, the SiOH-functional organopolysiloxane may be represented by a formula (I) :

[0082] in which:

[0083] ‐ R1, R2, R3 and R4 each independently represents hydrogen, hydroxyl, C1-C20 alkyl, C2-C20 alkenyl, C3-C20 cycloalkyl or C7-C20 aralkyl, preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl, C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl or C7-C12 aralkyl, more preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl or C1-C6 alkyl, especially preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl, methyl or ethyl;

[0084] ‐ n is from 1 to 1,000, preferably from 30 to 700, more preferably from 100 to 400;

[0085] ‐ with a proviso that at least one, preferably at least two, of R1, R2, R3 and R4 represents hydroxyl, preferably at least one of R1 and R3 is hydroxyl, most preferably both of R1 and R3 are hydroxyl.

[0086] The SiOH-functional organopolysiloxane is preferably a SiOH-terminated organopolysiloxane, more preferably a OH-terminated polydimethylsiloxane, such as α, ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane and ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane, and most preferably α, ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane.

[0087] The viscosity of the SiOH-functional organopolysiloxane is not particularly limited. However, the SiOH-functional organopolysiloxane may typically have a viscosity ranging from 50 mPa·sto 200,000 mPa·s, preferably from 500 mPa·sto 80,000 mPa·s, more preferably from 1,000 mPa·sto 10,000 mPa·s, such as 80, 100, 120, 150, 170, 200, 130, 250, 280, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1,000, 1,100, 1,200, 1,300, 1,400, 1,500, 1,600, 1,700, 1,800, 1,900, 2,000, 2,100, 2,200, 2,300, 2,400, 2,500, 2,600, 2,700, 2,800, 2,900, 3,000, 3,200, 3,400, 3,600, 3,800, 4,000, 4,500, 5,000, 5,500, 6,000, 6,500, 7,000, 7,500, 8,000, 8,500, 9,000, 9,500, 10,000, 11,000, 12,000, 13,000, 14,000, 15,000, 16,000, 18,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000, 60,000, 70,000, 80,000, 90,000, 100,000, 110,000, 120,000, 130,000, 140,000, 150,000, 160,000, 170,000, 180,000, 190,000 mPa·s, or any ranges between two numbers listed above. The viscosity of the SiOH-functional organopolysiloxane is determined at room temperature according to DIN 53019.

[0088] The SiOH-functional organopolysiloxanes are commercially available. Examples of commercially available SiOH-functional organopolysiloxane include, but not limiting to, POLYMER FD 6, which is an α, ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane with a viscosity of about 6,000 mPa·sand is available from Wacker Chemie AG.

[0089] Epoxy-Containing Alkoxysilane

[0090] The epoxy-containing alkoxysilane useful for preparing the prepolymer contains at least two alkoxy groups bonded to Si atom and at least one epoxy group in the molecule. The monomeric epoxy-containing alkoxysilane or the oligomers thereof may be useful herein. Preferably, the monomeric epoxy-containing alkoxysilane may be represented by a formula (II) : R1-L-Si (OR2) aR3 (3-a)   (II)

[0091] in which:

[0092] - R1 represents an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxy (C3-C20 cycloalkyl) , preferably an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxy (C3-C12 cycloalkyl) , more preferably an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxycyclohexyl;

[0093] - L is a linear or branched divalent linking group selected from a group consisting of C1-C20 alkylene, C6-C20 arylene, C7-C22 aralkylene, C7-C22 alkarylene and combinations thereof, preferably a group consisting of C1-C12 alkylene, C6-C12 arylene, C7-C12 aralkylene, C7-C12 alkarylene and combinations thereof, more preferably C1-C6 alkylene;

[0094] - R2 and R3 each independently represents C1-20 alkyl, C2-20 alkenyl or C6-20 aryl, preferably C1-12 alkyl, C2-12 alkenyl or C6-12 aryl, more preferably C1-6 alkyl; and

[0095] - a is 2 or 3, preferably 3.

[0096] Exemplary epoxy-containing alkoxysilanes or oligomers thereof useful herein include, but not limiting to, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxyethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethoxydiethoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxyethyltriethoxysilane, 3-glycidoxymethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxymethyltriethoxysilane, or oligomers thereof.

[0097] The epoxy-containing alkoxysilanes or oligomers thereof are commercially available. Examples of commercially available alkoxysilanes include, but not limiting to, Dynasylan GLYEO, and Dynasylan GLYMO, available from Evonik Industries AG; and SilquestTM A 186, SilquestTM A 187, and CoatOSil MP200, available from Momentive Performance Materials Inc.

[0098] End-Capping Catalyst

[0099] The end-capping reaction is carried out in the presence of an end-capping catalyst. The end-capping catalyst useful herein is not particularly limited, as long as it can catalyze the reaction between -SiOH and alkoxy-Si-and the epoxy group (s) is / are retained during the end-capping reaction. Examples of the end-capping catalyst include but not limited to an organolithium catalyst, preferably a C1-C20 alkyl lithium catalyst, more preferably a C1-C12 alkyl lithium catalyst, e.g., methyl lithium, ethyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, n-hexyl lithium, 2-ethylhexyl lithium, n-octyl lithium, and the like. Other organolithium catalysts may also be used, and specific examples include, but not limiting to, phenyl lithium, vinyl lithium, lithium phenylacetylide, lithium (trimethylsilyl) acetylide, lithium silanolates and lithium siloxanolates.

[0100] The amount of the end-capping catalyst used depends on the reactivity of the SiOH-functional organopolysiloxane and the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, and can be easily determined by one of ordinary skill in the art. For example, the end-capping catalyst is typically present in an amount of 0.01-0.5 wt. %, preferably 0.1-0.3 wt. %, such as 0.01 wt. %, 0.04 wt. %, 0.07 wt. %, 0.1 wt. %, 0.14 wt. %, 0.17 wt. %, 0.2 wt. %, 0.23 wt. %, 0.27 wt. %, 0.3 wt. %, 0.34 wt. %, 0.37 wt. %, 0.4 wt. %, 0.44 wt. %, 0.47 wt. %, 0.5 wt. %, or any ranges between two above-listed values, based on the total weight of the end-capping reaction mixture.

[0101] The silicone-epoxy hybrid prepolymer may be present in an amount of 5-90 wt. %, preferably 20-70 wt. %, more preferably 30-60 wt. %, such as 5 wt. %, 10 wt. %, 15 wt. %, 20  wt. %, 25 wt. %, 30 wt. %, 35 wt. %, 37 wt. %, 38 wt. %, 40 wt. %, 42 wt. %, 45 wt. %, 48 wt. %, 50 wt. %, 55 wt. %, 60 wt. %, 65 wt. %, 70 wt. %, 75 wt. %, 80 wt. %, 85 wt. %, 90 wt. %, or any ranges between two above-listed values, based on the total weight of the curable composition.

[0102] Component (B) : Latent Imine Curing Agent

[0103] According to the present invention, the moisture and heat curable composition comprises (B) at least one latent imine curing agent. The latent imine curing agent contains a -N=C-group in the molecule, and does not show curing effect at room temperature, and can be activated upon exposure to heat.

[0104] In one embodiment, the latent imine curing agent may be a blocked amino silane, which is a storage-stable form and upon heating, the blocked amino group may be hydrolyzed to a primary or secondary amino group, preferably a primary amino group. De-blocking begins in minutes, and is generally complete within several hours.

[0105] Exemplary blocked amino silanes include, but not limiting to: ( (triethoxysilyl) propyl) -methylisobutylimine, which is sold under the trade name VPS 1262 by Evonik; ( (trimethoxysilyl) propyl) methylisobutylimine; ( (dimethoxyethoxysilyl) propyl) methylisobutyl-imine; ( (methoxydiethoxysilyl) propyl) methylisobutylimine; 3- (1, 3-dimethylbutylidene) amino-propyltriethoxysilane, which has a CAS Number of 116229-43-7 and is sold by GELEST, INC; and the like.

[0106] In another embodiment, the latent imine curing agent useful herein may also be a guanidyl-containing silane. For example, the guanidyl-containing silane may be represented by a formula (III) :

[0107] in which:

[0108] - R4, R5, R6, R7 and R8 each independently represents C1-C20 alkyl, preferably C1-C12 alkyl, more preferably C1-C6 alkyl;

[0109] - R9 each independently represents C1-C20 alkyl, preferably C1-C12 alkyl, more preferably C1-C6 alkyl;

[0110] - Q is a linear or branched C1-C20 alkylene, preferably C1-C12 alkylene, more preferably C1-C6 alkylene; and

[0111] - b is 1, 2 or 3, preferably 2 or 3, more preferably 3.

[0112] Exemplary guanidyl-containing silanes include, but not limiting to, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (trimethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (triethoxysilyl) propyl] -guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (dimethylmethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (methyldimethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (dimethoxyethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (methoxydiethoxysilyl) -propyl] guanidine, and the like. Preferably, the guanidyl-containing silane is N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (trimethoxysilyl) propyl] guanidine.

[0113] The amount of the latent imine curing agent used in the curable composition of the present invention depends on the amount of epoxy groups in the silicone-epoxy hybrid prepolymer. One of ordinary skill in the art can easily determine the required amount of the latent imine curing agent. Preferably, the latent imine curing agent is used in such an amount that the molar ratio of the imine functional groups (i.e., -N=C-group) to the epoxy groups in the silicone-epoxy hybrid prepolymer ranges from 0.1: 1 to 5: 1, preferably 0.5: 1 to 4: 1, and more preferably 1.5: 1 to 3: 1, such as 0.1: 1, 0.5: 1, 1: 1, 1.3: 1, 1.5: 1, 1.7: 1, 2: 1, 2.2: 1, 2.5: 1, 2.7: 1, 3: 1, 3.2: 1, 3.5: 1, 3.7: 1, 4: 1, 4.3: 1, 4.5: 1, 4.7: 1, 5: 1, or any ranges between two above-listed values.

[0114] Component (C) : Moisture Curing Catalyst

[0115] According to the present invention, the curable composition comprises (C) at least one moisture curing catalyst, which may initiate the moisture curing of the curable composition when exposed to moisture.

[0116] The moisture curing catalysts useful herein include those known to be useful for facilitating moisture curing, and may include metal and non-metal catalysts. Exemplary metal portion of the metal catalysts useful in the present invention include, but not limiting to, tin compounds, titanium compounds, zirconium compounds, lead compounds, iron compounds, cobalt compounds, antimony compounds, manganese compounds, bismuth compounds and zinc compounds.

[0117] It is preferred that the catalyst is a tin compound, which may include, but not limiting to: dimethyldineodecanoatetin, dibutyltindilaurate, dibutyltindiacetate, dibutyltindimethoxide, tinoctoate, isobutyltintriceroate, dibutyltinoxide, solubilized dibutyl tin oxide, dibutyltin bis diisooctylphthalate, bis-tripropoxysilyl dioctyltin, dibutyltin bis-acetylacetone, silylated dibutyltin dioxide, carbomethoxyphenyl tin tris-uberate, isobutyltin triceroate, dimethyltin dibutyrate,  dimethyltin di-neodecanoate, triethyltin tartarate, dibutyltin dibenzoate, tin oleate, tin naphthenate, butyltintri-2-ethylhexylhexoate, tinbutyrate, dioctyltin didecylmercaptide, bis (neodecanoyloxy) dioctylstannane, dimethylbis (oleoyloxy) stannane, and the like, more preferably one or more tin compounds selected from a group consisting of dimethyldineodecanoatetin, dioctyltin didecylmercaptide, bis (neodecanoyloxy) dioctyl-stannane and dimethylbis (oleoyloxy) stannane, and most preferably bis (neodecanoyloxy) -dioctylstannane.

[0118] Examples of commercially available moisture curing catalysts include, but not limiting to, FOMREZ UL-28 (i.e., dimethyldineodecanoatetin) , FOMREZ UL-32 (i.e., dioctyltin didecylmercaptide) , FOMREZ UL-38 (i.e., bis (neodecanoyloxy) dioctylstannane) , and FOMREZ UL-50 (i.e., dimethylbis (oleoyloxy) stannane) , all of which are available from Momentive Performance Materials Inc.

[0119] The moisture curing catalyst may be present in a total amount of 0.01 to 1 wt. %, preferably 0.1 to 0.9 wt. %, more preferably 0.2 to 0.8 wt. %, such as 0.01 wt. %, 0.05 wt. %, 0.1 wt. %, 0.15 wt. %, 0.2 wt. %, 0.25 wt. %, 0.3 wt. %, 0.35 wt. %, 0.4 wt. %, 0.45 wt. %, 0.5 wt. %, 0.55 wt. %, 0.6 wt. %, 0.65 wt. %, 0.7 wt. %, 0.75 wt. %, 0.8 wt. %, 0.85 wt. %, 0.9 wt. %, 0.95 wt. %, 1 wt. %, or any ranges between two numbers listed above, based on the total weight of the curable composition.

[0120] Component (D) : Crosslinker

[0121] According to the present invention, the curable composition comprises (D) at least one crosslinker capable of crosslinking the at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer. The crosslinker usually is a low-molecular-weight molecule that can crosslink the prepolymers during curing reactions, in particular via the reaction with the OH group (s) and / or alkoxy group (s) bonded to Si atom in the prepolymer, so as to form a network polymer.

[0122] In order to crosslink the prepolymers, the crosslinker shall have at least two reactive groups in its molecule. For example, the crosslinker useful in the present invention may comprise at least one group of -Si (OR2) aR3 (3-a) , wherein R2, R3 and the index a have the same definitions as those in formula (II) .

[0123] Preferably, the crosslinkers useful herein may include, but not limiting to: methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ- methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, 1, 4-bis (triethoxysilyl) benzene, bis (triethoxysilyl) ethane, 1, 6-bis (trimethoxysilyl) hexane, 1, 8-bis (triethoxysilyl) octane, 1, 2-bis (trimethoxysilyl) decane, γ-triethoxysilylpropyl (meth) acrylate, hexyltrimethoxysilane, and the like.

[0124] The crosslinker may be present in an total amount of 0.5 to 15 wt. %, preferably 1.5 to 10 wt. %, more preferably 2.5 to 7 wt. %, such as, 0.5 wt. %, 1 wt. %, 1.5 wt. %, 2 wt. %, 2.5 wt. %, 3 wt. %, 3.5 wt. %, 4 wt. %, 4.5 wt. %, 5 wt. %, 5.5 wt. %, 6 wt. %, 6.5 wt. %, 7 wt. %, 7.5 wt. %, 8 wt. %, 8.5 wt. %, 9 wt. %, 9.5 wt. %, 10 wt. %, 10.5 wt. %, 11 wt. %, 11.5 wt. %, 12 wt. %, 12.5 wt. %, 13 wt. %, 13.5 wt. %, 14 wt. %, 14.5 wt. %, 15 wt. %, or any ranges between two numbers listed above, based on the total weight of the curable composition.

[0125] Component (E) : Optionally At Least One Filler

[0126] According to the present invention, the moisture and heat curable composition may comprises (E) optionally at least one filler. The filler may be organic or inorganic, and may be used alone or in combination.

[0127] The desired viscosity of the curable composition may be determinative of the amount of filler used. The total amount of fillers should not prevent the composition from being readily applicable by the elected method of application to the composition to a substrate.

[0128] Broadly, there is no particular intention to limit the shape of filler particles: particles that are acicular, spherical, ellipsoidal, cylindrical, bead-like, cubic or platelet-like may be used alone or in combination. Moreover, it is envisaged that agglomerates of more than one particle type may be used. Equally, there is no particular intention to limit the size of filler particles. However, fillers typically have an average particle size (d50) , as measured by laser diffraction / scattering methods, of from 0.01 to 1,000 μm, e.g., from 1 to 500 μm.

[0129] Exemplary inorganic fillers include, but not limiting to, graphite, carbon black, calcium carbonate, calcium oxide, calcium chloride, calcium hydroxide (lime powder) , calcium sulphate, fumed silica, fused silica, amorphous silica, precipitated and / or pyrogenic silicic acid, zeolites, bentonites, wollastonite, magnesium carbonate, magnesium sulphate, diatomite, barium sulfate, barium oxide, alumina, aluminium nitride, boron nitride, clay, talc, titanium oxide, iron oxide, zinc oxide, sand, quartz, flint, mica, glass beads, glass powder, and other ground mineral substances. Exemplary organic fillers include, but not limiting to, wood fibers, wood  flour, sawdust, cellulose, cotton, pulp, cotton, wood chips, chopped straw, chaff, ground walnut shells, and other chopped fibers: poly (tetrachloroethylene) , poly (chlorotrifluoroethylene) and poly (vinylidene chloride) powders may also be used. Short fibers such as glass fibers, glass filament, polyacrylonitrile, carbon fibers, Kevlar fibers, or polyethylene fibers may also be added.

[0130] Examples of commercially available fillers include, but not limiting to, Socal 322 available from Imerys Carbonates; Aerosil R 812 S and Aerosil R 202 available from Evonik; OMYACARB FT-FL available from Omya, Inc., and the like.

[0131] The filler may be present in an amount of 0 to 95 wt. %, preferably 20 to 70 wt. %, more preferably 30 to 60 wt. %, such as 0 wt. %, 5 wt. %, 10 wt. %, 15 wt. %, 20 wt. %, 25 wt. %, 30 wt. %, 35 wt. %, 40 wt. %, 45 wt. %, 50 wt. %, 55 wt. %, 60 wt. %, 65 wt. %, 70 wt. %, 75 wt. %, 80 wt. %, 85 wt. %, 90 wt. %, 95 wt. %, or any ranges between two numbers listed above, based on the total weight of the curable composition.

[0132] Optional Additives

[0133] The moisture and heat curable composition of the present invention may optionally further comprise one or more additives which can impart improved properties to these compositions. Useful additives include, but not limiting to, colour pigments or colour pastes; drying agents or moisture scavengers; coupling agents, adhesion promoters; tougheners; plasticizers; stabilizers including UV stabilizers; antioxidants; flame retardants; rheological adjuvants; and the like.

[0134] Additives may be used in such combination and proportions as desired, provided that they do not adversely affect the nature and essential properties of the curable composition. While exceptions may exist in some cases, additives should have a total amount of no more than 20 wt. %, preferably no more than 15 wt. %, more preferably no more than 10 wt. %, based on the total weight of the curable composition.

[0135] The colour pigments or colour pastes useful in the present invention include, but not limiting to, carbon blacks, such as LB-1011C carbon black available from Williams; chromium oxide pigments, such as Harcros G-6099; titanium dioxides, such as those available from DuPont; gray pigment pastes; and blue pigment pastes. Preferably, the colour pigments or colour pastes include carbon blacks, gray pigment pastes, and blue pigment pastes.

[0136] The drying agents or moisture scavengers, which ensure the storage stability of the curable composition, may be exemplified as vinylsilanes, such as 3-vinylpropyltriethoxysilane; oxime silanes, such as methyl-O, O’, O”-butan-2-onetrioximosilane and O, O’, O” , O” ’-butan-2-one-tetraoximosilane; benzamidosilanes, such as bis (N-methylbenzamido) methylethoxy-silane; or carbamatosilanes, such as carbamatomethyltrimethoxysilane. In addition, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethylethoxysilane or tetraethyl-ethoxysilane may also be used.

[0137] The plasticizer may decrease the viscosity of compositions and facilitate the processability thereof. The plasticizers useful herein include, but not limiting to, diurethanes; ethers of monofunctional, linear or branched C4-C16 alcohols; esters of abietic acid, adipic acid, sebacic acid, butyric acid, thiobutyric acid, acetic acid, propionic acid esters and citric acid; esters based on nitrocellulose and polyvinyl acetate; fatty acid esters; dicarboxylic acid esters; esters of OH-group-carrying or epoxidized fatty acids; glycolic acid esters; benzoic acid esters; phosphoric acid esters; sulfonic acid esters; trimellitic acid esters; polyether plasticizers, such as end-capped polyethylene or polypropylene glycols; polystyrene; hydrocarbon plasticizers; chlorinated paraffin; and mixtures thereof.

[0138] The stabilizers may include antioxidants, UV stabilizers, thermal stabilizers or hydrolysis stabilizers. Examples of commercially available stabilizers include, but not limiting to, sterically hindered phenols; thioethers; benzotriazoles; benzophenones; benzoates; cyanoacrylates; acrylates; amines of the hindered amine light stabilizer type; phosphorus; sulfur; and mixtures thereof.

[0139] Process for Preparing Moisture and Heat Curable Composition

[0140] In another aspect, the present invention is directed to a process for preparing the moisture and heat curable composition as described above, comprising:

[0141] a) preparing a silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and bearing one or more epoxy groups, preferably by the reaction between a SiOH-functional organopolysiloxane and an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, more preferably by the steps of:

[0142] (i) charging the SiOH-functional organopolysiloxane, the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, and the end-capping catalyst into a mixing system under vacuum and stirring to form a mixture;

[0143] (ii) heating the mixture to 20 to 80 ℃ with stirring, for example at a speed of 50 to 500 rpm; and

[0144] (iii) mixing under said conditions, for example for 1 hour to 8 hours, thereby yielding the silicone-epoxy hybrid prepolymer,

[0145] b) charging the latent imine curing agent, an optional filler and an optional additive, such as pigment, to the mixing system under vacuum and stirring;

[0146] c) heating the mixture to 110 to 130 ℃ to remove water;

[0147] d) cooling the mixture to a temperature below 50℃ under an anhydrous headspace or vacuum;

[0148] e) adding and mixing the crosslinker to the mixture; and

[0149] f) adding the moisture curing catalyst to the mixture, and mixing under an anhydrous headspace until being uniformly dispersed.

[0150] Process for Bonding Substrates

[0151] In still another aspect, the present invention is directed to a process for bonding substrates, comprising,

[0152] (i) applying the moisture and heat curable composition according to the present invention onto one or both of the substrates;

[0153] (ii) laminating the substrates to form an assembly;

[0154] (iii) solidifying the composition disposed between the substrates by: i) a heat curing and a subsequent moisture curing, ii) only a moisture curing, or iii) a moisture curing and a subsequent heat curing.

[0155] The moisture and heat curable composition of the present application can be applied to the substrate (s) by any known methods. For example, the moisture and heat curable composition of the present invention may be coated under pressure onto a surface of a substrate following a predetermined route utilizing an automatic dispensing system. Subsequently, another substrate is laminated onto the composition, and if necessary, the height difference between two substrates can be controlled by a dispenser. The composition may be cured using any of those three manners defined in step (iii) above. As such, the operator may choose the curing manners as per different application scenarios, resulting in an increased flexibility in use.

[0156] Cured Product of Moisture and Heat Curable Composition

[0157] In yet another aspect, the present invention is directed to a cured product of the moisture and heat curable composition of the present application or prepared by the process of the present invention.

[0158] The cured product of the composition according to the present invention is formed at a faster curing speed, has a Shore A hardness which is comparable to or better than that of conventional silicone composition, and exhibits a comparable or even improved tensile strength or elongation at break.

[0159] Use of Moisture and Heat Curable Composition

[0160] In yet still another aspect, the present invention is directed to use of the moisture and heat curable composition according to the present application or prepared by the process according to the present invention for joining, casting, moulding, binding, sealing or coating on one or more substrates, preferably as an adhesive or a sealant.Examples

[0161] The present invention will now be described by way of the following examples, which are intended to assist one of ordinary skill in the art to better understand and practice the present invention. The scope of the present invention is not limited by the examples, but is defined in the appended claims.

[0162] In the following examples, the notation “Ex. ” denotes an Example in accordance with the present invention, and the notation “CEx. ” denotes a Comparative Example.

[0163] Materials

[0164] The following materials were used in the following Examples:

[0165] SiOH-functional organopolysiloxane

[0166] ‐ POLYMER FD 6, α, ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane, with a viscosity of about 6,000 mPa·s, available from Wacker Chemie AG,

[0167] End-capping Agents

[0168] ‐ Dynasylan GLYMO, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, available from Evonik, as an epoxy-containing alkoxysilane;

[0169] ‐ Silquest A186, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, available from Momentive Performance Materials Inc., as an epoxy-containing alkoxysilane;

[0170] ‐ CoatOSil MP200, an oligomer of an epoxy-containing alkoxysilane, available from Momentive Performance Materials Inc., having a structure of:

[0171] - Phenyltrimethoxysilane (PTMS) , as an end-capping agent bearing no epoxy group,

[0172] Latent Imine Curing Agent

[0173] ‐ VPS 1262, ( (triethoxysilyl) propyl) methylisobutylimine, available from Evonik;

[0174] ‐ N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (trimethoxysilyl) propyl] guanidine (GCF) ,

[0175] Moisture curing catalyst

[0176] ‐ FOMREZ UL-38, bis (neodecanoyloxy) dioctylstannane, available from Momentive Performance Materials Inc,

[0177] Crosslinker

[0178] ‐ Methyltrimethoxysilane (MTMS) ,

[0179] Filler

[0180] ‐ Socal 322, calcium carbonate, available from Imerys Carbonates;

[0181] ‐ Aerosil R 202, fumed silica, available from Evonik,

[0182] Colour Pigments or Colour Pastes

[0183] ‐ Carbon black;

[0184] ‐ Gray pigment paste;

[0185] ‐ Blue pigment paste,

[0186] Other Materials

[0187] ‐ EPONTM Resin 828, an undiluted clear difunctional bisphenol A / epichlorohydrin derived liquid epoxy resin, available from Hexion Inc.

[0188] Test Methods

[0189] The following tests were performed in the Examples.

[0190] Skin Over Time

[0191] The skin over time was measured according to ASTM D2377. The shorter the skin over  time was, the faster curing speed of the composition was.

[0192] Shore A Hardness

[0193] The Shore A Hardness was measured according to ASTM-D2240. The evaluation criteria for Shore A Hardness was based on its measured values:

[0194] - ×: “Poor” , a measured value less than 30;

[0195] - ○: “Good” , a measured value between 30 and 45; and

[0196] - ◎: “Excellent” , a measured value larger than 45.

[0197] Tensile Strength &Elongation at Break

[0198] Tensile strength and elongation at break were determined according to ASTM D412 using dumbbell specimens.

[0199] The evaluation criteria for the tensile strength was based on its measured values:

[0200] - ×: “Poor” , a measured value less than 1.5 MPa;

[0201] - ○: “Good” , a measured value between 1.5 MPa and 1.8 MPa; and

[0202] - ◎: “Excellent” , a measured value larger than 1.8 MPa.

[0203] The evaluation criteria for elongation at break was based on its measured values:

[0204] - ×: “Poor” , a measured value less than 50%;

[0205] - ○: “Good” , a measured value between 50%and 80%; and

[0206] - ◎: “Excellent” , a measured value larger than 80%.

[0207] The Shore A hardness, tensile strength and elongation at break were tested for the cured products solidified using three curing manners:

[0208] ‐ Curing Manner 1: heat curing at 150℃ for 1 hour, and then moisture curing at 23℃, 50%RH for 7 days;

[0209] ‐ Curing Manner 2: only moisture curing at 23℃, 50%RH for 7 days; and

[0210] ‐ Curing Manner 3: moisture curing at 23℃, 50%RH for 7 days, and then heat curing at 150℃ for 1 hour.

[0211] Comparative Example 1

[0212] In this comparative example, two premixtures were prepared, wherein premixture 1 was prepared by mixing 42.5 wt. %of POLYMER FD 6 and 1.23 wt. %of Dynasylan GLYMO, and  premixture 2 was prepared by mixing 42.5 wt. %of POLYMER FD 6 and 1.02 wt. %of EPONTM Resin 828. These two premixtures were photographed in presence or absence of a bias light, and these photographs taken in presence and absence of a bias light were shown in Figures 1A and 1B, respectively.

[0213] As depicted in Figures 1A and 1B, the premixture 1 was a homogeneous and clear system; on the contrary, the premixture 2 was heterogeneous and unclear. This clearly demonstrated the immiscibility between the epoxy resins and the silicone polymer and thus the significant microphase separation in the blending modification. In contrast, the premixture 1, which contained the raw materials for preparing the silicone-epoxy hybrid prepolymer, exhibited good immiscibility between the components.

[0214] Comparative Examples 2 &3 and Inventive Examples 1-6

[0215] Table 1. Compositions of Curable Compositions

[0216] The compositions of Inventive Examples 1-6 were prepared using the materials listed in Table 1 according to the process for preparing the moisture and heat curable composition as described above and in each example using 0.02 parts by weight of n-butyl lithium as the end-capping catalyst, and the compositions of Comparative Examples 2-3 were prepared using the materials listed in Table 1 according to a substantially same process except that the end-capping agents were PTMS, an end-capping agent bearing no epoxy group. The amounts shown in Table 1 are in parts by weight.

[0217] These curable compositions were tested according to the test methods as described above. The test results were shown in Table 2 below.

[0218] Table 2. Test Results

[0219] The compositions of Comparative Examples 2-3 were only moisture curable. On the contrary, the compositions of Inventive Examples 1-6 can be cured using a moisture curing mechanism alone, or using a combination of a moisture curing mechanism and a heat curing mechanism in an arbitrary order (i.e., either first cured by moisture and subsequently cured by heat, or first cured by heat and subsequently cured by moisture) , thereby improving the flexibility in use.

[0220] As can be seen from the above tables that compared with Comparative Examples 2-3, all of the compositions of Inventive Examples 1-6 exhibited the lower skin over times and comparable or better properties in terms of Shore A hardness, tensile strength or elongation at break, indicating that the moisture and heat curable compositions according to the present invention can be cured at a faster speed while bonding properties can be maintained or even improved.

[0221] Meanwhile, since the epoxy groups are covalently bonding to the silicone chain, the compositions of the present application do not have phase separation issue over time.

[0222] Although some preferred embodiments have been described, many modifications and variations may be made thereto in light of the above teachings. It is therefore to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described without departing from the scope of the appended claims.

Claims

1.A moisture and heat curable composition, comprising:(A) at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer containing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and containing one or more epoxy groups;(B) at least one latent imine curing agent;(C) at least one moisture curing catalyst;(D) at least one crosslinker capable of crosslinking the at least one silicone-epoxy hybrid prepolymer; and(E) optionally at least one filler.2.The composition according to claim 1, wherein:the silicone-epoxy hybrid prepolymer is prepared by reacting a SiOH-functional organopolysiloxane with an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof in the presence of an end-capping catalyst,the SiOH-functional organopolysiloxane preferably being represented by a formula (I) , in which:‐ R1, R2, R3 and R4 each independently represents hydrogen, hydroxyl, C1-C20 alkyl, C2-C20 alkenyl, C3-C20 cycloalkyl or C7-C20 aralkyl, preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl, C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl or C7-C12 aralkyl, more preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl or C1-C6 alkyl, especially preferably each independently represents hydrogen, hydroxyl, methyl or ethyl;‐ n is from 1 to 1,000, preferably from 30 to 700, more preferably from 100 to 400; and‐ with a proviso that at least one, preferably at least two, of R1, R2, R3 and R4 represents hydroxyl, preferably at least one of R1 and R3 is hydroxyl, most preferably both of R1 and R3 are hydroxyl,the epoxy-containing alkoxysilane preferably being represented by a formula (II) :R1-L-Si (OR2) aR3 (3-a)     (II)in which:- R1 represents an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxy (C3-C20 cycloalkyl) , preferably an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxy (C3-C12 cycloalkyl) , more preferably an epoxy group, a glycidyloxy group or an epoxycyclohexyl,- L is a linear or branched divalent linking group selected from a group consisting of C1-C20 alkylene, C6-C20 arylene, C7-C22 aralkylene, C7-C22 alkarylene and combinations thereof, preferably a group consisting of C1-C12 alkylene, C6-C12 arylene, C7-C12 aralkylene, C7-C12 alkarylene and combinations thereof, more preferably C1-C6 alkylene;- R2 and R3 each independently represents C1-20 alkyl, C2-20 alkenyl or C6-20 aryl, preferably C1-12 alkyl, C2-12 alkenyl or C6-12 aryl, more preferably C1-6 alkyl; and- a is 2 or 3,the end-capping catalyst preferably being an organolithium catalyst, more preferably an C1-C20 alkyl lithium catalyst, even more preferably an C1-C12 alkyl lithium, most preferably being selected from a group consisting of methyl lithium, ethyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, n-hexyl lithium, 2-ethylhexyl lithium, n-octyl lithium and combinations thereof.3.The composition according to claim 2, wherein:the epoxy-containing alkoxysilane is selected from 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxyethoxysilane, 3-glycidoxypropyl-methoxydiethoxysilane, β- (3, 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxyethyl-trimethoxysilane, 3-glycidoxyethyltriethoxysilane, 3-glycidoxymethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxymethyltriethoxysilane, or oligomers thereof.4.The composition according to claim 2, wherein:the SiOH-functional organopolysiloxane is a SiOH-terminated organopolysiloxane, preferably α, ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane or ω-hydroxyl terminated polydimethylsiloxane; and / orthe molar ratio of alkoxy groups in the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof to -SiOH groups in the SiOH-functional organopolysiloxane range from 0.1: 1 to 5: 1, preferably from 1.5: 1 to 4: 1, and more preferably from 2: 1 to 3.5: 1.5.The composition according to any of claims 1 to 4, wherein the latent imine curing agent is a blocked amino silane of which the blocked amino group is capable of being hydrolyzed to a primary or secondary amino group, or a guanidyl-containing silane preferably being represented by a formula (III) : in which:‐ R4, R5, R6, R7 and R8 each independently represents C1-C20 alkyl, preferably C1-C12 alkyl, more preferably C1-C6 alkyl;‐ R9 each independently represents C1-C20 alkyl, preferably C1-C12 alkyl, more preferably C1-C6 alkyl;‐ Q is a linear or branched C1-C20 alkylene, preferably C1-C12 alkylene, more preferably C1-C6 alkylene; and‐ b is 1, 2 or 3;preferably, the latent imine curing agent is selected from a group consisting of ( (triethoxy silyl) propyl) methylisobutylimine, ( (trimethoxysilyl) propyl) methylisobutylimine, ( (dimethoxyetho xysilyl) propyl) methylisobutylimine, ( (methoxydiethoxysilyl) propyl) methylisobutylimine, 3- (1, 3-dimethylbutylidene) aminopropyltriethoxysilane, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (trimethoxysilyl) p ropyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (triethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetram ethyl-N”- [3- (dimethylmethoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (methyldimet hoxysilyl) propyl] guanidine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (dimethoxyethoxysilyl) propyl] guanidin e, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (methoxydiethoxysilyl) propyl] guanidine, and combinations ther eof; more preferably, the latent imine curing agent is selected from a group consisting of ( (trie thoxysilyl) propyl) methylisobutylimine, N, N, N’, N’-tetramethyl-N”- [3- (trimethoxysilyl) propyl] gua nidine, and combinations thereof.6.The composition according to any of claims 1 to 5, wherein the moisture curing catalyst is a compound of tin, titanium, zirconium, lead, iron, cobalt, antimony, manganese, bismuth or zinc, preferably a tin compound, more preferably one or more tin compounds selected from a group consisting of dimethyldineodecanoatetin, dibutyltindilaurate, dibutyltindiacetate, dibutyltindimethoxide, tinoctoate, isobutyltintriceroate, dibutyltinoxide, solubilized dibutyl tin oxide, dibutyltin bis diisooctylphthalate, bis-tripropoxysilyl dioctyltin, dibutyltin bis-acetylacetone, silylated dibutyltin dioxide, carbomethoxyphenyl tin tris-uberate, isobutyltin triceroate, dimethyltin dibutyrate, dimethyltin di-neodecanoate, triethyltin tartarate, dibutyltin dibenzoate, tin oleate, tin naphthenate, butyltintri-2-ethylhexylhexoate, tinbutyrate, dioctyltin didecylmercaptide, bis (neodecanoyloxy) dioctylstannane and dimethylbis- (oleoyloxy) stannane.7.The composition according to any of claims 1 to 6, wherein the crosslinker is selected from a group consisting of methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ- methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyl-methyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, 1, 4-bis (triethoxysilyl) benzene, bis (triethoxysilyl) ethane, 1, 6-bis (trimethoxysilyl) hexane, 1, 8-bis (triethoxysilyl) octane, 1, 2-bis (trimethoxysilyl) decane, γ-triethoxysilylpropyl (meth) acrylate, hexyltrimethoxysilane, and combinations thereof.8.The composition according to any of claims 1 to 7, wherein the filler is an organic or inorganic filler, preferably an inorganic filler, and more preferably calcium carbonate and / or fumed silica.9.The composition according to any of claims 1 to 8, wherein the composition further comprise one or more additives selected from a group consisting of colour pigments or colour pastes, drying agents or moisture scavengers, coupling agents, adhesion promoters, tougheners, plasticizers, stabilizers including UV stabilizers, antioxidants, flame retardants, rheological adjuvants, and combinations thereof.10.The composition according to any of claims 1 to 9, whereinthe silicone-epoxy hybrid prepolymer is present in an amount of 5-90 wt. %, preferably 20-70 wt. %, more preferably 30-60 wt. %, based on the total weight of the curable composition; and / orthe latent imine curing agent is present in an amount such that the molar ratio of imine functional groups in the latent imine curing agent to the epoxy groups in the silicone-epoxy hybrid prepolymer ranges from 0.1: 1 to 5: 1, preferably from 0.5: 1 to 4: 1, more preferably 2: 1 to 3.5: 1; and / orthe moisture curing catalyst is present in a total amount of 0.01 to 1 wt. %, preferably from 0.1 to 0.9 wt. %, more preferably from 0.2 to 0.8 wt. %, based on the total weight of the curable composition; and / orthe crosslinker is present in a total amount of 0.5 to 15 wt. %, preferably 1.5 to 10 wt. %, more preferably 2.5 to 7 wt. %, based on the total weight of the curable composition; and / orthe filler is present in an amount of 0 to 95 wt. %, preferably 20 to 70 wt. %, more preferably 30 to 60 wt. %, based on the total weight of the curable composition.11.A process for preparing the moisture and heat curable composition according to any of claims 1 to 10, comprising:a) preparing the silicone-epoxy hybrid prepolymer bearing one or more OH groups and / or one or more alkoxy groups bonded to Si atom and bearing one or more epoxy groups, preferably by the reaction between a SiOH-functional organopolysiloxane and an epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, more preferably by the steps of:(i) charging the SiOH-functional organopolysiloxane, the epoxy-containing alkoxysilane or oligomers thereof, and the end-capping catalyst into a mixing system under vacuum and stirring to form a mixture;(ii) heating the mixture to 20 to 80 ℃ with stirring, for example at a speed of 50 to 500 rpm; and(iii) mixing under said conditions, for example for 1 hour to 8 hours, thereby yielding the silicone-epoxy hybrid prepolymer,b) charging the latent imine curing agent, an optional filler and an optional additive to the mixing system under vacuum and stirring;c) heating the mixture to 110 to 130 ℃ to remove water;d) cooling the mixture to a temperature below 50℃ under an anhydrous headspace or vacuum;e) adding and mixing the crosslinker into the mixture; andf) adding the moisture curing catalyst to the mixture and mixing under an anhydrous headspace until being uniformly dispersed.12.A cured product of the moisture and heat curable composition according to any of claims 1 to 10 or prepared by the process according to claim 11.13.A process for bonding substrates, comprising:(i) applying the moisture and heat curable composition according to any of claims 1 to 10 or prepared by the process according to claim 11 onto one or both of the substrates;(ii) laminating the substrates to form an assembly;(iii) solidifying the composition disposed between the substrates by: i) a heat curing and a subsequent moisture curing, ii) only a moisture curing, or iii) a moisture curing and a subsequent heat curing.14.An article bonded or sealed using the moisture and heat curable composition according to any of claims 1 to 10 or prepared by the process according to claim 11.15.Use of the moisture and heat curable composition defined according to any of claims 1 to 10 or prepared by the process according to claim 11 for joining, casting, moulding, binding, sealing or coating on one or more substrates, preferably as an adhesive or a sealant.

Images