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式(I)的脒及其作为用于交联可固化组合物的用途。式(I)的脒包含至少一个脂族脒基。其在室温下基本上无气味并且不挥发并且非常有效地加速可固化组合物的交联，而不会影响组合物的储存稳定性。其特别适用于基于含硅烷基团的聚合物的组合物，与所述组合物具有非常好的相容性，因此所述组合物不倾向于出现催化剂的分离或迁移或蒸发。

Amid catalyst for curing composition

The present invention relates to amid of formula (I) and its use as a crosslinked curable composition. The amid of formula (I) contains at least one aliphiamid group. It is basically odorless and nonvolatile at room temperature, and accelerates the crosslinking of curable compounds efficiently, without affecting the storage stability of the compounds. It is especially suitable for composition based on polymer containing silane group, and has good compatibility with the composition. Therefore, the composition does not tend to appear catalyst separation or migration or evaporation.

【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
本专利技术涉及脒以及其作为用于可固化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。在室温下为固体的芳族脒和胍的所述应用能在此提供补救，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，并且对于该交联反应具有高选择性并因此不会过多损害组合物的储存稳定性。此外，催化剂应当具有低蒸汽压和与组合物的高相容性，使得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所述的式(I)的脒实现所述目的。式(I)的脒包含至少一个脂族脒基。其仅具有低的挥发性或不具有挥发性，并且当用作用于可固化组合物的催化剂时显示出高的活性，而芳族脒几乎没有什么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具有脂族脒基或胍基的催化剂，式(I)的脒在室温下基本上无气味并且不挥发。其具有高催化活性和良好的选择性，特别是在基于含硅烷基团的聚合物的组合物中。这是特别出人意料的，否则由于其相对高的分子量和由于氢键造成的较强的分子间相互作用，原本预期其与更小、极性更低因此移动性更高的脒相比具有降低的活性。式(I)的脒由于所述性能而特别适合用在基于含硅烷基团的聚合物的组合物中，在所述组合物中所述催化剂作为唯一催化剂或与其它催化剂组合能够迅速固化成具有高机械品质和机械耐性的材料，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或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，式(I)的脒能够出人意料地通过市售廉价起始材料以简单方法制得而无需助剂。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提供了式(I)的脒其中p为1至6的整数并且r为0至5的整数，其中(p+r)为1至6的整数，L为平均分子量为15至20000g/mol的任选具有杂原子的(p+r)-价烃基，所述杂原子特别是醚基团、叔氨基团、酯基团、酰胺基团、氨基甲酸酯基团、脲基团、脲二酮基团、异氰脲酸酯基团、缩二脲基团、脲基甲酸酯基团、脲酮亚胺基团、亚氨基噁二嗪二酮基团、噁二嗪三酮基团或烷氧基硅烷基团形式的氧或氮或硅，或在r＝0且p＝1的情况下，还可以是氢基，Q为选自以下的反应性基团：缩水甘油氧基、N-吖丙啶基、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、马来酸酯、马来酰胺、马来酰亚胺、富马酸酯、富马酰胺、衣康酸酯、衣康酰胺、巴豆酸酯和巴豆酰胺，Q'为由反应性基团Q与HZ的反应形成的二价连接单元，和Z为通过氮原子连接的脂族脒基，其中每个Z与另一个Z彼此隔开至少2个C原子，并且其中，在r＝0且p＝1的情况下以及在(甲基)丙烯酰胺或马来酰胺或富马酰胺或衣康酰胺或巴豆酰胺作为反应性基团Q的情况下，L和Q'还可以共同表示具有5至20个C原子并且具有酰胺基团和任选地醚或酯基团形式的杂原子的一价烃基。在本文中，术语“脂族脒基”是指这样的脒基，所述脒基不包含直接连接至芳环或者是杂芳环体系例如咪唑或嘧啶的一部分的任何氮原子。“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(所述两个有机基团也可以是环的共同部分)上的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。术语“硅烷基团”是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。特别有用的可水解取代基为烷氧基。这些硅烷基团也被称为“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”和“巯基硅烷”是指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。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)。“平本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)的脒

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.22 EP 15173193.21.式(I)的脒其中p为1至6的整数并且r为0至5的整数，其中(p+r)为1至6的整数，L为平均分子量为15至20000g/mol的任选具有杂原子的(p+r)-价烃基，或在r＝0且p＝1的情况下，还可以是氢基，Q为选自以下的反应性基团：缩水甘油氧基、N-吖丙啶基、(甲基)丙烯酸酯基、(甲基)丙烯酰胺基、(甲基)丙烯腈基、马来酸酯基、马来酰胺基、马来酰亚胺基、富马酸酯基、富马酰胺基、衣康酸酯基、衣康酰胺基、巴豆酸酯基和巴豆酰胺基，Q'为由反应性基团Q与HZ的反应形成的二价连接单元，和Z为通过氮原子连接的脂族脒基，其中每个Z与另一个Z通过至少2个C原子彼此隔开，并且其中，在r＝0且p＝1的情况下以及在(甲基)丙烯酰胺基或马来酰胺基或富马酰胺基或衣康酰胺基或巴豆酰胺基作为反应性基团Q的情况下，L和Q'还可以共同表示具有5至20个C原子并且具有以酰胺基团和任选地醚或酯基团形式的杂原子的一价烃基。2.根据权利要求1所述的脒，其特征在于，Z为其中R1为氢基或具有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R4，R2为氢基或具有1至18个C原子且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R4，R3为氢基或具有1至12个C原子的烷基或环烷基或芳烷基，其中R4为具有2至12个C原子的任选取代的1,2-亚乙基、1,3-亚丙基或1,4-亚丁基，并且其中R2和R3还可以共同表示具有3至6个C原子的亚烷基。3.根据权利要求2所述的脒，其特征在于，R1和R2共同表示R4。4.根据前述权利要求任一项所述的脒，其特征在于，p为1或2或3，并且r为0。5.根据前述权利要求任一项所述的脒，其特征在于，Q'选自其中W为O或NR5，其中R5表示氢基或具有1至8个C原子的一价烃基，或与L共同表示具有2至6个C原子且任选地包含醚氧的任选取代的亚烷基，E1为氢基或甲基，E2为氢基或甲基或具有3至10...

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