含脒基或含胍基的硅烷制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一个含脂族脒基或胍基的烷氧基的式(I)的硅烷，其制备方法，其反应产物及其作为特别是基于含硅烷基团的聚合物的可固化组合物中的催化剂的用途。式(I)的硅烷在室温下基本上无气味并且不挥发。其非常良好地加速硅烷基团的水解反应和缩合反应，而不会影响含硅烷基团的聚合物的储存稳定性。此外其在含硅烷基团的组合物中非常良好地相容，由此所述组合物不倾向于造成催化剂的分离或迁移或蒸发。

Silane containing amidine or guanidine containing

The present invention relates to contain at least one containing aliphatic amidine or guanidine alkoxy silane type (I), its preparation method, the reaction products and their use as especially containing silane groups of polymer curable composition in the catalyst based on. The silane of formula (I) is essentially odorless and volatile at room temperature. It greatly accelerates the hydrolysis and condensation reactions of silane groups without affecting the storage stability of the polymers containing silane groups. In addition, it is very well compatible with a composition containing a silane group, thus the composition does not tend to cause the separation or migration or evaporation of the catalyst.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含脒基或含胍基的硅烷及其作为催化剂用于可固化组合物的交联的用途。
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，并因此将组合物中包含的组成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、迁移或清洗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通常通过有机锡化合物(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。由于专业协会和消费者更注重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。因此有机钛酸盐、有机锆酸盐和有机铝酸盐被描述为替代性的金属催化剂。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))是易挥发的并且具有强烈气味以及同样是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。在室温下为固体的芳族脒和胍的所述应用在此提供补救，但是需要使用合适的溶剂并且造成催化活性和交联速度的损失。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供用于可固化组合物(特别是含硅烷基团的组合物)的交联的催化剂，所述催化剂对于交联反应具有高催化活性并因此能够实现施加的组合物的迅速固化，并且对于这种交联反应具有高选择性并因此不会不恰当地损害组合物的储存稳定性。此外，催化剂应当具有低蒸气压和与组合物的高相容性，因此其既不倾向于分离或迁移也不倾向于蒸发，并且应当尽可能的无味和低毒性。通过根据权利要求1所述的含脒基或含胍基的硅烷实现所述目的。根据权利要求1所述的硅烷包含至少一个具有脂族脒基或胍基的烷氧基并且显示出高催化活性，而含芳族脒基或胍基的化合物几乎没有催化活性或完全没有催化活性。相比于现有技术中已知的许多脂族脒催化剂或胍催化剂，其在室温下基本上无味并且不挥发。其显示出高的催化活性和良好的选择性。这是特别出人意料的，因为由于其相对高的分子量本来预料其相比于更小因此更具移动性的脒或胍会具有降低的活性。相比于使用具有羟基的脒或胍，其具有各种优点。根据权利要求1所述的硅烷通常为液体并且具有低粘度，这对于其应用和计量加入来说是有利的，其特别在通过硅烷基团交联的组合物中更具有催化活性，并且其在所述组合物的储存过程中不会引起由于自由羟基造成的稳定性问题。此外，可以针对性地除去在根据权利要求1所述的硅烷的制备中释放出的挥发性有机化合物(醇或酮肟)，这在可固化组合物的应用中是有利的，因为由此减少了挥发性有机化合物的排放。通过所述性能，根据权利要求1所述的硅烷和/或其含脒基或含胍基的反应产物出色地适合用在含硅烷基团的组合物中，其在组合物中作为单独的催化剂或者连同其它催化剂一起实现迅速固化得到具有高机械品质和耐受性的材料，而不会损害未固化组合物的储存能力。相比于根据现有技术的具有脒催化剂和胍催化剂的许多相似组合物(其中由催化剂引起的迁移效应起重要作用)，其在固化之前和之后与组合物出色地相容并且既不倾向于分离也不倾向于迁移。其能够实现低排放和低气味的产物，所述产物既不具有油腻和粘性的表面也不造成基材污染。最后，根据权利要求1所述的硅烷可以出人意料地通过简单和迅速的方法由市售廉价起始材料制得而无需助剂。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式(I)的硅烷，其中Z表示通过氮原子连接的脒基或胍基，A表示具有2至20个C原子的任选包含醚氧或仲胺氮或叔胺氮的二价脂族或脂环族或芳脂族的烃基，e表示0或1，f表示0或1或2和g表示1至4的整数，其中总和(e+f+g)表示1至4的整数，R6表示具有1至12个C原子的任选包含醚氧的烷氧基或具有1至13个C原子的酮肟酸基(Ketoximato-Rest)，R7表示具有1至12个C原子的一价烃基，Y表示具有1至20个C原子的任选具有末端巯基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、脒基、胍基、氨基甲酸酯基或脲基或式-NHR8的末端氨基并且任选包含醚氧或仲胺氮的一价烃基，其中R8表示氢基或具有1至8个C原子的烷基或环烷基或芳烷基或基团其中式(I)的硅烷不包含直接连接至芳环或作为杂芳环体系(例如咪唑或嘧啶)的一部分的氮原子。在本文献中，术语“硅烷基团”表示连接至有机基团或聚有机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。“羟基硅烷”、“异氰酸基硅烷”、“氨基硅烷”或“巯基硅烷”表示在有机基团上除了硅烷基团之外还具有一个或多个羟基、异氰酸基、氨基或巯基的有机烷氧基硅烷。“伯氨基”或“伯胺氮”表示连接至一个有机基团上的NH2-基团或其氮原子，并且“仲氨基”或“仲胺氮”表示连接至两个有机基团上(所述两个有机基团也可以是环的共同部分)的NH-基团或其氮原子，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)的N-基团或其氮原子。以“聚/多”为首的物质名称(如多元醇或多异氰酸酯)表示形式上每分子包含两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。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”在本文献中被理解为分子或分子的一部分(也被称为“基团”)的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)的硅烷，其中Z表示通过氮原子连接的脒基或胍基，A表示具有2至20个C原子的任选包含醚氧或仲胺氮或叔胺氮的二价脂族或脂环族或芳脂族的烃基，e表示0或1，f表示0或1或2和g表示1至4的整数，其中总和(e+f+g)表示1至4的整数，R6表示具有1至12个C原子的任选包含醚氧的烷氧基或具有1至13个C原子的酮肟酸基，R7表示具有1至12个C原子的一价烃基，和Y表示具有1至20个C原子的任选具有末端巯基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、脒基、胍基、氨基甲酸酯基或脲基或式‑NHR8的末端氨基并且任选包含醚氧或仲胺氮的一价烃基，其中R8表示氢基或具有1至8个C原子的烷基或环烷基或芳烷基或基团其中式(I)的硅烷不包含直接连接至芳环或作为杂芳环体系的一部分的氮原子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 EP 14164920.21.式(I)的硅烷，其中Z表示通过氮原子连接的脒基或胍基，A表示具有2至20个C原子的任选包含醚氧或仲胺氮或叔胺氮的二价脂族或脂环族或芳脂族的烃基，e表示0或1，f表示0或1或2和g表示1至4的整数，其中总和(e+f+g)表示1至4的整数，R6表示具有1至12个C原子的任选包含醚氧的烷氧基或具有1至13个C原子的酮肟酸基，R7表示具有1至12个C原子的一价烃基，和Y表示具有1至20个C原子的任选具有末端巯基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、脒基、胍基、氨基甲酸酯基或脲基或式-NHR8的末端氨基并且任选包含醚氧或仲胺氮的一价烃基，其中R8表示氢基或具有1至8个C原子的烷基或环烷基或芳烷基或基团其中式(I)的硅烷不包含直接连接至芳环或作为杂芳环体系的一部分的氮原子。2.根据权利要求1所述的硅烷，其特征在于，Z表示或其中R0表示氢基或具有1至8个C原子的烷基或环烷基或芳烷基，R1表示氢基或具有1至8个C原子的烷基或环烷基或芳烷基或与R2共同表示R9，R2表示氢基或具有1至18个C原子的任选包含醚氧或叔胺氮的烷基、环烷基或芳烷基，或与R1共同表示R9，R3表示-NR4R5或氢基或具有1至12个C原子的烷基或环烷基或芳烷基，R4和R5彼此独立地各自表示氢基或具有1至18个C原子的任选包含醚氧或叔胺氮的烷基、环烷基或芳烷基，并且R9表示1,2-亚乙基或1,2-亚丙基或1,3-亚丙基或1,3-亚丁基或1,3-亚戊基，其中R2和R0还可以共同表示具有3至6个C原子的任选包含醚氧或叔胺氮的亚烷基，R2和R3还可以共同表示具有3至6个C原子的亚烷基，R4和R5还可以共同表示具有4至7个C原子的任选包含醚氧或叔胺氮的亚烷基，并且R2和R5还可以共同表示具有2至12个C原子的亚烷基。3.根据权利要求1或2任一项所述的硅烷，其特征在于，A选自1,2-亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,1-二甲基-1,2-亚乙基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、(1,5,5-三甲基环己烷-1-基)甲烷-1,3,3-氧杂-1,5-亚戊基和3,6-二氧杂-1,8-亚辛基。4.根据权利要求1至3任一项所述的硅烷，其特征在于，Y选自甲基、辛基、异辛...

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