微囊包封的加聚催化剂制造技术

一种微囊包封的加聚催化剂包含含有加聚催化剂的胶囊芯和丙烯酸系共聚物胶囊壳，其中该丙烯酸系共聚物包含烯属不饱和C3‑C12羧酸的分子间酸酐的单元。该加聚催化剂选自无环叔胺、脂环族叔胺、N‑烷基咪唑类、膦类和有机金属盐。它适合催化多元醇化合物与多异氰酸酯化合物的反应。该加聚催化剂通过化学刺激物释放，如在与例如多元醇或水接触时释放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微囊包封的加聚催化剂本专利技术涉及一种微囊包封的加聚催化剂、其生产方法及其用途。在建筑和制造工业中，通常使用单-或双组分体系形式的化学固化树脂将组件固定或表面涂敷。使用这些树脂时理想的是优化固化时间—其为两个时间点的组合体。开放时间(也称为凝胶时间或适用期)是其中反应性体系可以不受影响地加工的时段，而干燥时间给出表干固化的时间点。一方面，适用期应尽可能长，例如为的是允许通过该树脂的大范围施用而合理操作以及任选地，随后在操作所要求的时间内结合组件。另一方面，固化时间应极短，因而粘合料快速固化，组件不会相互移位，避免了随后的污损和/或使得可以更早使用，例如地面涂料承载交通的能力。树脂通常使用催化反应性树脂组分之间的聚合反应，如加聚反应的催化剂固化。对于大多数常规树脂体系，观察到粘度不断增加，其中通常仅在对用户而言不利地短的时间之后达到开放时间，而干燥时间延长至不想要的长度。已经尝试包封加聚催化剂，从而延迟催化剂的释放，其中快速完全固化仅在释放催化剂时发生。可以通过就尺寸、类型和壁厚等而言的胶囊性质限定和优化释放之前的时间—即开放时间。Adv.Mater.2016，DOI:10.1002/adma.201600830描述了热潜催化剂纳米胶囊的生产。胶囊芯由异辛烷和新癸酸二甲基锡构成，聚(甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸丁酯-co-甲基丙烯酸)的胶囊壳经由丁二醇二甲基丙烯酸酯交联。胶囊通过微粒乳状液技术生产。对于催化剂释放所述的唯一刺激物是胶囊的热开口，这妨碍在环境温度下使用，如在地面涂料或密封膜中。本专利技术的目的是要提供微囊包封的加聚催化剂，其通过化学刺激物释放，例如在与异氰酸酯固化物质如多元醇或水接触时释放。该目的借助微囊包封的加聚催化剂实现，该催化剂包含含有加聚催化剂的胶囊芯和丙烯酸系共聚物胶囊壳，该丙烯酸系共聚物包含烯属不饱和羧酸的分子间酸酐的共聚单元。该加聚催化剂选自无环叔胺、双环叔胺、N-烷基咪唑类、膦类和有机金属盐。烯属不饱和羧酸的分子间酸酐的共聚单元用作临时交联剂，其交联作用因酸酐键在应用环境中的溶解分解而停止，从而使胶囊壳不稳定并释放包括加聚催化剂在内的胶囊内容物。本专利技术所用微胶囊的平均粒度D(0,5)(体积加权平均，借助光散射测定)优选为1-50μm，更优选1-20μm，更具体为2-10μm。D(0,5)在这里被定义为达到50％的累积颗粒体积时的粒径。具有该直径的胶囊具有足够的机械稳定性以能够没有损坏地被处理并且没有损坏地掺入待固化的组合物中。选择该尺寸以使得可以容忍单个胶囊的无意破损，因为单个胶囊的无意破损仅释放少量加聚催化剂，不会导致组合物的过早硬化。另一方面，对完全固化足够的催化剂量借助容易可控量的胶囊引入。在某些实施方案中，微囊包封的加聚催化剂呈干粉、颗粒或附聚物形式。胶囊芯与胶囊壳的重量比通常为50:50-95:5，优选60:40-94:6，尤其优选70:30-93:7。可以使用的加聚催化剂是常用于聚氨酯化学中的尿烷化催化剂。这些为加速异氰酸酯反应性组分的反应性氢原子与有机多异氰酸酯的反应的化合物。预期的加聚催化剂包括无环叔胺、脂环族叔胺、N-烷基咪唑类、膦类和有机金属盐。无环叔胺是具有至少一个不为环状结构的一部分的叔胺官能团的化合物。其实例包括三乙胺、三丁胺、N,N-二甲基环己基胺(DMCHA)、N-甲基二环己基胺、N,N-二甲基苄基胺(BDMA)、N,N-二甲基氨基丙基胺、二(二甲基氨基丙基)胺、N,N-二甲基氨基丙基-N'-甲基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、二(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、N,N-二甲基氨基丙基二丙醇胺、N,N,N'-三甲基-N'-羟基乙基二氨基乙基醚、N,N-二甲基氨基丙基脲、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚丙基三胺(PMDPTA)、N,N,N-三(3-二甲基氨基丙基)胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚(BDMAEE)、二(二甲基氨基丙基)脲、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，还有其与2-乙基己酸的盐及其异构体；以及还有三(二烷基氨基)-s-六氢三嗪，如1,3,5-三(3-[二甲基氨基]丙基)六氢三嗪。无环叔胺是具有至少一个为非芳族环状结构的一部分的叔胺官能团的化合物。其实例包括1,4-二甲基哌嗪(DMP)、1-甲基-4-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪、1-氮杂双环[3.3.0]辛烷、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-7-烯(DBN)、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-环己基吗啉和2,2'-二吗啉代二乙基醚(DMDEE)。合适的N-烷基咪唑类包括N-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、N-(2-羟基丙基)咪唑、N-(2-羟基乙基)咪唑和N-(2-氨基丙基)咪唑。预期作为加聚催化剂的膦类优选为叔膦类，如三苯基膦或甲基二苯基膦。预期作为加聚催化剂的有机金属盐优选具有如下通式：LmMn+nA-其中配体L为选自烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂芳基、杂芳烷基、烷基杂芳基和酰基的有机基团或有机化合物，配体L具有1-20个碳原子并且m个配体L相同或不同，m为0、1、2、3、4、5或6，M为金属，n为1、2、3或4，以及阴离子A-为羧酸根离子、烷氧根离子或烯醇根离子。金属M优选选自锂、钾、铯、镁、钙、锶、钡、硼、铝、铟、锡、铅、铋、铈、钴、铁、铜、镧、锰、汞、钪、钛、锌和锆；更具体选自锂、钾、铯、锡、铋、钛、锌和锆。配体L优选为具有1-20个碳原子的烷基。更优选L为具有1-10个碳原子，尤其是1-4个碳原子的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。该羧酸根离子优选具有式R1-COO-，其中R1选自H、烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂芳基、杂芳烷基、烷基杂芳基和酰基，并且其中基团R1具有至多20个碳原子，优选6-20个碳原子。特别优选的羧酸根离子选自天然和合成脂肪酸的阴离子，如新癸酸根、异辛酸根和月桂酸根，以及树脂酸和环烷酸的阴离子。该烯醇根离子优选具有式R2CH＝CR3-O-，其中R2和R3各自选自H、烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂芳基、杂芳烷基、烷基杂芳基和酰基，并且其中基团R2和R3各自具有至多20个碳原子。具体实例是乙基丙酮酸根、庚基丙酮酸根或苯基丙酮酸根。烯醇根离子优选衍生于具有5-8个碳原子的1,3-二酮。可能的实例包括乙酰丙酮酸根、2,4-己二酮的烯醇根、3,5-庚二酮的烯醇根和3,5-辛二酮的烯醇根。该烷氧根离子优选具有式R4-O-，其中R4选自烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、烷芳基、杂芳基、杂芳烷基、烷基杂芳基和酰基，并且其中基团R4具有至多20个碳原子。在某些实施方案中，该有机金属化合物选自：碱金属羧酸盐，如乙基己酸锂、新癸酸锂、乙酸钾、乙基己酸钾、乙基己酸铯；碱土金属羧酸盐，如乙基己酸钙、环烷酸钙、辛酸钙(作为Octa-Calcium购自OMGBorchers)、硬脂酸镁、乙基己酸锶、乙基己酸钡、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微囊包封的加聚催化剂，包含含有加聚催化剂的胶囊芯和丙烯酸系共聚物胶囊壳，其中所述丙烯酸系共聚物包含烯属不饱和C3‑C12羧酸的分子间酸酐的共聚单元并且所述加聚催化剂选自无环叔胺、脂环族叔胺、N‑烷基咪唑类、膦类和有机金属盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.09 EP 17160135.41.一种微囊包封的加聚催化剂，包含含有加聚催化剂的胶囊芯和丙烯酸系共聚物胶囊壳，其中所述丙烯酸系共聚物包含烯属不饱和C3-C12羧酸的分子间酸酐的共聚单元并且所述加聚催化剂选自无环叔胺、脂环族叔胺、N-烷基咪唑类、膦类和有机金属盐。2.根据权利要求1的微囊包封的加聚催化剂，其中所述烯属不饱和C3-C12羧酸的分子间酸酐选自丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐和4-乙烯基苯甲酸酐。3.根据权利要求1或2的微囊包封的加聚催化剂，其中所述丙烯酸系共聚物由如下单体的单元构成：(a)5-50重量％至少一种烯属不饱和C3-C12羧酸的分子间酸酐，(b)30-90重量％至少一种选自丙烯酸的C1-C24烷基酯、甲基丙烯酸的C1-C24烷基酯和乙烯基芳族化合物的单体，(c)5-20重量％至少一种具有至少两个烯属不饱和度的单体，以及(d)0-30重量％一种或多种其他单体，在每种情况下基于单体总重量。4.根据前述权利要求中任一项的微囊包封的加聚催化剂，其中所述无环叔胺选自三乙胺、三丁胺、N,N-二甲基环己基胺(DMCHA)、N-甲基二环己基胺、N,N-二甲基苄基胺(BDMA)、N,N-二甲基氨基丙基胺、二(二甲基氨基丙基)胺、N,N-二甲基氨基丙基-N'-甲基乙醇胺、二甲基氨基乙氧基乙醇、二(二甲基氨基丙基)氨基-2-丙醇、N,N-二甲基氨基丙基二丙醇胺、N,N,N'-三甲基-N'-羟基乙基二氨基乙基醚、N,N-二甲基氨基丙基脲、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基丁二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,6-己二胺、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)、N,N,N',N”,N”-五甲基二亚丙基三胺(PMDPTA)、N,N,N-三(3-二甲基氨基丙基)胺、二(2-二甲基氨基乙基)醚(BDMAEE)、二(二甲基氨基丙基)脲、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚以及还有其与2-乙基己酸的盐及其异构体、1,3,5-三(3-[二甲基氨基]丙基)六氢三嗪；所述脂环族叔胺选自1,4-二甲基哌嗪(DMP)、1-甲基-4-(2-二甲基氨基乙基)哌嗪、1-氮杂双环[3.3.0]辛烷、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-7-烯(DBN...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·沃尔夫勒，R·H·斯塔夫，K·勃兰特，F·J·洛佩兹比利亚努埃瓦，
申请(专利权)人：建筑研究和技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE