用于可固化组合物的脒催化剂制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一个式(I)的结构单元的脒及其作为催化剂用于交联官能化合物(特别是包含硅烷基团的聚合物)的用途。所述脒可以在简单方法中由容易获得的原材料制得，在室温下基本无气味并且低毒性。其出人意料地良好促进官能化合物的交联并且可以通过连接至式(I)的结构单元的基团调节与不同组合物的最佳相容性，使得所述组合物不太倾向于出现由迁移造成的缺陷，例如分离、渗出或基材污染。

Amididine catalysts for curable compositions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可固化组合物的脒催化剂
本专利技术涉及脒及其作为可固化组合物(特别是基于含硅烷基团的聚合物的组合物)的催化剂的用途。
技术介绍
可固化组合物在许多技术应用中起重要作用，例如作为粘合剂、密封剂或涂料。可固化组合物的固化通过交联反应造成，交联反应通过自由或潜在的反应基团(例如异氰酸酯基团、环氧基、羟基、氨基或硅烷基团)进行，其中所述反应基团在混合过程之后通过加热或者通过与水分接触从而与其自身反应或相互反应，因此将组合物中包含的构建组分共价连接成聚合物网络。为了加速所述交联反应，通常使用催化剂。催化剂经常是毒理学有害物质，其特别是在组合物固化之后，当催化剂或其分解产物通过除气、迁移或洗出释放时对加工者和环境造成潜在危害。基于含硅烷基团的聚合物的室温可固化组合物尤其面临所述问题。含硅烷基团的聚合物特别为聚有机硅氧烷(其一般被称为“硅酮”或“硅橡胶”)和含硅烷基团的有机聚合物(其也被称为“硅烷官能聚合物”、“硅烷改性聚合物”(SMP)或“硅烷封端聚合物”(STP))。其交联通过硅烷醇基团的缩合进行同时形成硅氧烷键并且传统上通过有机锡化合物(例如特别是羧酸二烷基锡(IV))催化。有机锡化合物的特征在于硅烷醇缩合方面的极高活性和极高的耐水解性；但是其危害健康并且严重危害水。有机锡化合物通常与其它催化剂、主要与碱性化合物(例如特别是胺)组合，它们主要促进硅烷基团的在先水解。由于职业行会和消费者更重视EHS方面以及更苛刻的国家法规，长期以来越来越致力于用其它低毒性催化剂代替有机锡化合物。因此例如有机钛酸盐、有机锆酸盐和有机铝酸盐被描述为替代性金属催化剂。但是其在硅烷醇缩合方面大多具有低催化活性并且造成明显更慢的交联。由于其缺乏水解稳定性，其在组合物的储存时可能由于内容物的残余水分而损失其大部分活性，因此固化明显减慢或完全停止。有机锡化合物的另一种已知的替代品是脒和胍类别的强碱性含氮化合物，其可以连同上述金属催化剂一起使用或也可以单独使用。然而许多常见的脒催化剂或胍催化剂(例如特别是1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和1,1,3,3-四甲基胍(TMG))是易挥发并且具有强烈气味并且有害健康和危害环境的物质。此外由于在组合物中较低的相容性，其倾向于造成迁移并因此造成分离、渗出或基材污染。其它脒催化剂由WO2015/158859、WO2015/158860、WO2015/193208和WO2016/166336已知。但是这些催化剂的催化活性和/或与不同聚合物体系的相容性尚可改进。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供一种催化剂，所述催化剂克服现有技术的缺点并且特别低气味且低毒性，对官能化合物的交联反应具有高催化活性并且与可固化组合物良好相容。通过如权利要求1中所述的包含至少一个式(I)的结构单元的脒实现该目的。根据本专利技术的脒基本上无气味并且极低毒性。尽管分子量提高，但其出人意料地对不同官能化合物(特别是含硅烷基团和/或异氰酸酯基团的化合物)的交联反应具有高催化活性，并且造成其可固化组合物的迅速固化。所述脒以出人意料简单的方式由容易获得的原料制得，其中其可以通过连接有式(I)的结构单元的基团最佳地调节与不同可固化组合物的相容性，使得可以与可固化组合物良好混合并且在固化之前和之后都几乎不出现分离或迁移。本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。具体实施方式本专利技术的主题是包含至少一个式(I)的结构单元的脒，其中R1表示氢基或表示任选包括不饱和部分的具有1至30个C原子的烷基、环烷基或芳烷基，其任选具有叔氨基，R2表示任选烷基取代的1,2-亚乙基或1,3-亚丙基，R3表示任选烷基取代的1,3-亚丙基或1,4-亚丁基，并且X表示O或NR4，其中R4表示氢基或表示具有1至8个C原子的烷基、环烷基或芳烷基。本文的式中的虚线各自表示取代基和所述分子基团之间的键。“伯氨基”或“伯胺氮”表示连接至仅一个有机基团并且带有两个氢原子的氨基或其氮原子，“仲氨基”或“仲胺氮”表示连接至两个有机基团(所述两个有机基团也可以是环的共同部分)并且带有一个氢原子的氨基或其氮原子，并且“叔氨基”或“叔胺氮”表示连接至三个有机基团(所述三个有机基团的两个或三个也可以是一个或多个环的一部分)并且不具有氢原子的氨基或其氮原子。“官能化合物”表示与合适反应对象固化成聚合物结构并且带有至少一个(特别是至少两个)反应性基团的化合物。其反应性基团通常为亲电子的，而反应对象为亲核的或带有亲核基团。“可固化”表示组合物可以通过其内包含的反应性基团的交联反应而固化或达到具有更高机械强度的状态。“硅氧烷基团”表示包含至少一个硅氧烷键Si-O-Si的基团。因此“聚硅氧烷基团”或“聚有机硅氧烷基团”表示包含多个硅氧烷键的硅氧烷基团，即s＝2或更大的Si-(O-Si)s单元。在此(O-Si)单元被称为“硅氧烷单元”。硅氧烷单元在此还被有机基团(特别是甲基和/或苯基)取代。术语“硅烷基团”表示连接至有机基团或聚硅氧烷基团并且硅原子上具有1至3、特别是2或3个可水解取代基的甲硅烷基。特别常见的可水解取代基为烷氧基。所述硅烷基团也被称为“烷氧基硅烷基团”。硅烷基团也可以以部分水解或完全水解的形式存在。“硅烷”不仅表示每个烷氧基硅烷基团上带有一至三个有机取代基的有机烷氧基硅烷，而且表示四烷氧基硅烷。有机基团上除了硅烷基团之外还带有一个或多个羟基、异氰酸基、氨基或巯基的硅烷被称为“羟基硅烷”、“异氰酸基硅烷”、“氨基硅烷”或“巯基硅烷”。术语“有机聚合物”包括化学上均一但是在聚合度、摩尔质量和链长方面不同的大分子的集合以及所述大分子集合的反应产物，所述集合通过聚合反应(聚加成、加聚、缩聚)制得并且在聚合物主链中具有多数的碳原子。具有聚有机硅氧烷主链的聚合物(一般被称为“硅酮”)不是本文献意义上的有机聚合物。术语“含硅烷基团的聚醚”还包括含硅烷基团的有机聚合物，所述有机聚合物除了聚醚单元之外还可以包含氨基甲酸酯基、脲基或硫代氨基甲酸酯基。所述含硅烷基团的聚醚也可以被称为“含硅烷基团的聚氨酯”。“分子量”表示分子的摩尔质量(单位为克/摩尔)。“平均分子量”表示低聚物分子或聚合物分子的多分散性混合物的数均Mn，其通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定。“储存稳定的”或“可储存的”表示物质或组合物可以在室温下在合适的容器中保存较长时间，通常至少3个月至6个月和更久，而其应用性能或使用性能(特别是粘度和交联速度)不会由于储存以与其使用相关的程度变化。“室温”表示约23℃的温度。式(I)的结构单元也可以以质子化形式存在。其同样可以以络合形式存在，特别是具有锌、铁或钼的阳离子。包含至少一个式(I)的具有硅氧烷单元的结构单元的脒与聚有机硅氧烷聚合物特别好地相容，因此特别适合作为所述官能化合物或可固化组合物的催化剂。包含至少一个式(I)的具有聚氧化亚烷基单元的结构单元的脒与聚醚聚合物特别好地相容，因此特别适合作为所述官能化合物或可固化组合物的催化剂。包含至少一个式(I)的具有叔氨基的结构单元的脒作为含异氰酸酯基团和/或环氧基团的组合物的催化剂是特别有活性的。优选地，R1表示氢基或表示任选包括不饱和部分的具有1至18个C原子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.脒，包含至少一个式(I)的结构单元，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 EP 16206023.01.脒，包含至少一个式(I)的结构单元，其中R1表示氢基或表示任选包括不饱和部分的具有1至30个C原子的烷基、环烷基或芳烷基，其任选具有叔氨基，R2表示任选烷基取代的1,2-亚乙基或1,3-亚丙基，R3表示任选烷基取代的1,3-亚丙基或1,4-亚丁基，并且X表示O或NR4，其中R4表示氢基或表示具有1至8个C原子的烷基、环烷基或芳烷基。2.根据权利要求1所述的脒，其特征在于，R1选自甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、2-乙基己基、正癸基、十二烷基、椰油烷基、油烯基、大豆烷基、牛油烷基和3-(N,N-二甲基氨基)丙基。3.根据权利要求1或2任一项所述的脒，其特征在于，X表示NR4。4.根据权利要求1至3任一项所述的脒，其特征在于，其具有式(II)，其中n表示1或2或3，并且A表示分子量在28至5000g/mol范围内并且通过C原子连接的n价基团。5.根据权利要求4所述的脒，其特征在于，A表示具有1至30个C原子的一价烃基，所述一价烃基任选包含醚氧或叔胺氮或硅氧烷单元。6.根据权利要求4所述的脒，其特征在于，A表示具有2至5...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·堪纳斯，U·布尔克哈德特，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH