烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂制造技术

本发明专利技术涉及烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂。本发明专利技术还涉及烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂的制备方法以及用途。

Alkoxy silane functionalized, urea containing formic acid esters

The invention relates to the functionalization of alkoxy silane and the coating agent containing ureic acid esters. The invention also relates to the preparation and use of alkoxy silane functionalized, urea - based formic acid ester coating agent.

【技术实现步骤摘要】
烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂
本专利技术涉及烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂、其制备方法及其用途。现有技术数十年来，聚氨酯被证明是漆料、胶粘剂、密封剂和塑料体系的高品质组分。在此，额外的烷氧基硅烷基团可以起到重要作用，例如在网络密度、耐化学品性和耐刮擦性方面，这里主要是通过形成硅氧烷和聚硅氧烷的结构。既具有烷氧基硅烷基团又具有异氰酸酯基团的分子实现了通过一种组分引入作为反应产物得到的官能度、硅氧烷和聚氨酯基团。长期以来一直使用这样的物质，例如以异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷的形式。由异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷和醇制得的烷氧基硅烷封端的聚氨酯同样是已知的并且例如用于制备高度交联的、硬质涂覆剂(例如EP2676982A1)。然而，在EP2676982A1中描述的含有烷氧基硅烷的涂覆剂是不利的，因为它们仅具有短的可使用时间（Topfzeiten）。含有脲基甲酸酯的粘合剂是长久已知的。烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯也是已知的。这里区分为下面描述的不同类型，但是它们在结构和应用方面都不对应于在本专利技术的烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂中包含的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯。例如，在WO2008/043722A1中描述的脲基甲酸酯III(1)通过NCO封端的含有脲基甲酸酯的聚氨酯I(1)与对异氰酸酯呈反应性的烷氧基硅烷II(1)(例如氨基烷基三烷氧基硅烷)的反应而获得。由此，脲基甲酸酯基团位于聚氨酯链的中心和烷氧基硅烷官能团通过末端的异氰酸酯基团连接到脲官能团的结构中(结构III(1)，反应式1)。DE102005041953A1描述了平均分子量为3000-20000g/mol的多元醇I(2)与过量的异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II(2)的反应，从而在形成聚氨酯III(2)之后形成每个脲基甲酸酯单元具有两个烷氧基硅烷官能团的脲基甲酸酯IV(2)。在DE102005041954A1中，将聚氨酯I(3)与异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II(3)混合并且加热直至形成脲基甲酸酯结构。在这种情况下，将烷氧基硅烷基团结合到脲基甲酸酯基团III(3)的末端氮上(反应式3)。J.Kozakiewicz等人在ProgressinOrganicCoatings72(2011)120–130中公开了异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷I(4)与甲醇反应得到相应的氨基甲酸酯II(4)和随后与六亚甲基二异氰酸酯三聚体III(4)反应。在由此获得的高粘度脲基甲酸酯IV(4)中，烷氧基硅烷官能团挂接到脲基甲酸酯基团的中心叔胺上(反应式4)。在所述的应用中，脲基甲酸酯官能团用作六亚甲基二异氰酸酯三聚体的阻隔剂，而六亚甲基二异氰酸酯三聚体用作羟基官能化的聚酯多元醇的交联剂。即使如今仍然需要新型的、具有特定性质的、含硅烷的涂覆剂。在EP2676982A1中描述的含有烷氧基硅烷的粘合剂是不利的，因为它们仅具有短的可使用时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供新型的含硅烷的涂覆剂，其适用于研发高度交联的硬质涂层和其特征在于延长的可使用时间。该目的通过根据本专利技术的烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂而实现。令人惊讶地发现，本专利技术的烷氧基硅烷官能化的和含有脲基甲酸酯的涂覆剂适用作漆料、胶粘剂或密封剂。特别地，本专利技术的烷氧基硅烷官能化的和含有脲基甲酸酯的涂覆剂可以用于研发高度交联的、特别是硬质的、具有好的粘合性的涂层。此外，本专利技术的烷氧基硅烷官能化的和含有脲基甲酸酯的涂覆剂（其包含本专利技术的烷氧基硅烷官能化的和含有脲基甲酸酯的粘合剂组分a)）的特征在于长的可使用时间。本专利技术涉及烷氧基硅烷官能化的和含有脲基甲酸酯的涂覆剂，其包含a)作为粘合剂组分，10-99重量%的至少一种i)与ii)的反应产物i)至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯i)Rn(OR1)3-nSi-R2-NH-(C=O)-OR3式1，其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，与ii)至少一种二异氰酸酯ii)，其中i)与ii)的摩尔比为3:1至1.5:1，优选2.5:1至1.8:1，特别优选2:1；b)1-90重量%的至少另一种与a)不同的粘合剂组分，优选含羟基或含胺基的粘合剂组分，c)0-50重量%的至少一种芳族的、脂族的或环脂族的多异氰酸酯，其NCO官能度为至少2，优选2.8至6，d)0-5重量%的至少一种催化剂，其中组分a)-d)之和为100重量%，e)任选的助剂和/或添加剂，f)任选的溶剂。本专利技术的含有脲基甲酸酯的涂覆剂是这样的涂覆剂，其包含至少一种单氨基甲酸酯与至少一种二异氰酸酯的至少一种反应产物。如由至少一种单氨基甲酸酯与至少一种二异氰酸酯的反应可以看出的，相应的反应产物是指平均具有一个或两个脲基甲酸酯单元的加合物，因为二异氰酸酯可以部分或完全地与一个或两个单氨基甲酸酯反应。然而优选地，本专利技术的反应产物具有两个脲基甲酸酯单元。所述反应产物通过至少一种单氨基甲酸酯与至少一种二异氰酸酯以所述化学计量反应获得。优选地，所述反应产物通过一种单氨基甲酸酯与至少一种二异氰酸酯以所述化学计量反应获得。更优选地，所述反应产物通过一种单氨基甲酸酯与一种二异氰酸酯以所述化学计量反应获得。在此，一种单氨基甲酸酯或一种二异氰酸酯分别特别是指一个结构式中的各个单氨基甲酸酯或各个二异氰酸酯。在此，“一种”单氨基甲酸酯或“一种”二异氰酸酯分别特别是指一个结构式中的各个单氨基甲酸酯或二异氰酸酯。优选地，术语“粘合剂组分”可以是指粘合剂和交联剂，更优选粘合剂。优选地，本专利技术不仅涉及包含所述组分a)-f)的涂覆剂，还涉及由它们组成的涂覆剂。因此，本专利技术优选涉及烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂，其由a)-f)组成：a)作为粘合剂组分，10-99重量%的至少一种i)与ii)的反应产物i)至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯i)Rn(OR1)3-nSi-R2-NH-(C=O)-OR3式1，其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，与ii)至少一种二异氰酸酯ii)，其中i)与ii)的摩尔比为3:1至1.5:1，优选2.5:1至1.8:1，特别优选2:1；b)1-90重量%的至少另一种与a)不同的粘合剂组分，优选含羟基或含胺基的粘合剂组分，c)0-50重量%的至少一种芳族的、脂族的或环脂族的多异氰酸酯，其NCO官能度为至少2，优选2.8至6，d)0-5重量%的至少一种催化剂，其中组分a)-d)之和为100重量%，e)任选的助剂和/或添加剂，f)任选的溶剂。在一个优选的实施方案中，本专利技术的涂覆剂是指非水性的涂覆剂。在一个特别优选的实施方案中，本文中所使用的术语“非水性的”表明，基于组分a)-f)之和的本专利技术涂覆剂的水含量不大于3重量%，优选不大于1重量%。在一个特别优选的实施方案中，本专利技术的涂覆剂不含水。在本专利技术的涂覆剂中含有10至99重量%，优选10至70重量%的组分a)，基于组分a)、b)、任选的c)和d)之和。优选R、R1、R2和R3同时或彼此独立地表示甲基、乙基、正本文档来自技高网...

【技术保护点】
烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂，其包含a)作为粘合剂组分，10‑99重量%的至少一种i)与ii)的反应产物i)至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 i)Rn (OR

【技术特征摘要】
2016.06.27 EP 16176309.91.烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂，其包含a)作为粘合剂组分，10-99重量%的至少一种i)与ii)的反应产物i)至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯i)Rn(OR1)3-nSi-R2-NH-(C=O)-OR3式1，其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，与ii)至少一种二异氰酸酯ii)，其中i)与ii)的摩尔比为3:1至1.5:1，优选2.5:1至1.8:1，特别优选2:1；b)1-90重量%的至少另一种与a)不同的粘合剂组分，优选含羟基或含胺基的粘合剂组分，c)0-50重量%的至少一种芳族的、脂族的或环脂族的多异氰酸酯，其NCO官能度为至少2，优选2.8至6，d)0-5重量%的至少一种催化剂，其中组分a)-d)之和为100重量%，e)任选的助剂和/或添加剂，f)任选的溶剂。2.烷氧基硅烷官能化的、含有脲基甲酸酯的涂覆剂，其由a)至f)组成：a)作为粘合剂组分，10-99重量%的至少一种i)与ii)的反应产物i)至少一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯i)Rn(OR1)3-nSi-R2-NH-(C=O)-OR3式1，其中R、R1、R2和R3彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，与ii)至少一种二异氰酸酯ii)，其中i)与ii)的摩尔比为3:1至1.5:1，优选2.5:1至1.8:1，特别优选2:1；b)1-90重量%的至少另一种与a)不同的粘合剂组分，优选含羟基或含胺基的粘合剂组分,c)0-50重量%的至少一种芳族的、脂族的或环脂族的多异氰酸酯，其NCO官能度为至少2，优选2.8至6，d)0-5重量%的至少一种催化剂，其中组分a)-d)之和为100重量%，e)任选的助剂和/或添加剂，f)任选的溶剂。3.根据权利要求1或2的涂覆剂，其特征在于，R、R1、R2和R3同时或彼此独立地表示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基或叔丁基。4.根据前述权利要求至少一项的涂覆剂，其特征在于，n等于0，R1和R3同时或彼此独立地表示甲基或乙基，和R2同时或彼此独立地表示甲基或丙基。5.根据前述权利要求至少一项的涂覆剂，其特征在于，n等于0和R2表示甲基或丙基，和R1表示甲基或乙基和R3=R1。6.根据前述权利要求至少一项的涂覆剂，其特征在于，n等于0，R1和R3表示甲基和R2表示丙基。7.根据前述权利要求至少一项的涂覆剂，其特征在于，所述二异氰酸酯ii)选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2'-二环己基甲烷二异氰酸酯(2,2'-H12MDI)、2,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(2,4'-H12MDI)、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4'-H12MDI)、2-甲基戊烷二异氰酸酯(MPDI)、戊烷二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(2,2,4-TMDI)、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯(2,4,4-TMDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI...

【专利技术属性】
技术研发人员：W施塔赫，T昂克尔霍伊泽，E斯皮劳，A利利恩塔尔，R克拉维科夫斯基，S瑙曼，B布赫奇克，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE