硅烷官能的聚氨酯交联剂的不含锡的催化制造技术

本发明专利技术涉及硅烷官能的聚氨酯交联剂的不含锡的催化。本发明专利技术涉及组合物，其至少包含A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂，还涉及至少包含该组合物的涂料组合物、所述涂料组合物的用途。

Tin free catalysis of silane functional polyurethane crosslinker

【技术实现步骤摘要】
硅烷官能的聚氨酯交联剂的不含锡的催化
本专利技术涉及不含氨基硅烷的组合物，其至少包含A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂，还涉及至少包含该组合物的不含氨基硅烷的涂料组合物以及所述涂料组合物的用途。
技术介绍
对于基材的持久保护涂层，如今通常使用基于聚氨酯的双组分涂料，其能够在环境温度下缓慢固化以及在升高的温度下快速固化。它们通常由漆树脂和交联剂组成，其各自带有官能团并且彼此反应以交联。由于对温度和交联速度的高度依赖性和由此产生的使用毒理学令人担忧的活性催化剂以及官能团的强制性，希望提供替代的涂覆体系。在此情况下，应确保在各种固化条件下的高反应性以及固化涂层对化学品或气候影响以及对机械应力的高耐受性。所使用的技术参考是久为人知的脂族2K聚氨酯体系(PUR)。例如，DE102007013262A1描述了这种2K体系。然而，这是在自140℃起的升高的温度下才能快速固化的2K体系。WO2014/180623A1描述了含硅烷的涂料组合物，其仅可以在0℃至40℃的温度下固化，并且由于使用的氨基硅烷而与2K聚氨酯体系没有相容性。此外，不能将漆料常规的快速干燥溶剂例如乙酸酯，尤其是乙酸丁酯与含氨基硅烷的涂料组合物组合着一起作为1K体系储存，因为该体系的反应性被发生的氨解抑制。此外，其中公开的涂料组合物，经可通过存在的释放甲醇的短链烷氧基来确保快速的交联速度。现有技术中已知的体系具有的缺点在于，它们在室温或升高的温度下固化以及常常包含毒理学令人担忧的锡化合物以确保足够的交联速度。此外，在含硅烷的涂料组合物的情况下，机械柔性常常是不利的，并且由于不相容性而不可通过例如2K聚氨酯体系(PUR)降低固有的硅烷脆性。此外，在这种含硅烷的涂料组合物的情况下，强制性地使用毒理学令人担忧的释放甲醇的组分以确保足够的交联速度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供组合物，其可优选在0℃至170℃的温度下固化，与2K聚氨酯体系相容并且不含锡。所述目的通过本专利技术的根据本专利技术的不含氨基硅烷的组合物和根据本专利技术的不含氨基硅烷的涂料组合物来实现。本专利技术的基本目的可以通过不含氨基硅烷的组合物来实现，该组合物至少包含A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂。在一个优选的实施方案中，不含氨基硅烷的组合物仅由A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂组成。根据本专利技术的不含氨基硅烷的组合物可特别用作涂料组合物。令人惊讶的是已经表明，至少包含上述组分A)和B)的根据本专利技术的组合物在它们用作涂料组合物时在0℃下已经产生稳定的涂层。这些根据本专利技术的涂料组合物是单组分(1K)体系，其施涂简单。由于不含氨基硅烷的组合物或不含氨基硅烷的涂料组合物的低分子量成分，它们对于后续使用而言可以配制和加工而无需另外的有机溶剂。因此可以实现低于100g/l的VOC含量。此外，令人惊讶的是已经表明，包含上述组分A)和B)的根据本专利技术的不含氨基硅烷的组合物也可以在室温下快速固化异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的基于乙氧基的加合物。根据本专利技术的不含氨基硅烷的组合物或涂料组合物的组分A)是异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物。所述异氰酸根合硅烷优选是式(I)的化合物OCN-(烷基)-Si(烷氧基)3(I)其中上述式(I)中的烷基对应于具有1至4个碳原子的线性或支化的烷基，并且上述式(I)中的烷氧基同时或相互独立地对应于甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，其中式(I)的化合物中的三个烷氧基在每种情况下可以相同或彼此不同。合适的式(I)的化合物OCN-(烷基)-Si(烷氧基)3原则上是所有上述可能的化合物。但是，烷氧基特别优选选自甲氧基和乙氧基。但是优选地，如果全部三个烷氧基是相同的，则所述烷氧基不是甲氧基。合适的式(I)的化合物特别是选自下组的异氰酸根合烷基烷氧基硅烷：3-异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三异丙氧基硅烷、2-异氰酸根合乙基三甲氧基硅烷、2-异氰酸根合乙基三乙氧基硅烷、2-异氰酸根合乙基三异丙氧基硅烷、4-异氰酸根合丁基三甲氧基硅烷、4-异氰酸根合丁基三乙氧基硅烷、4-异氰酸根合丁基三异丙氧基硅烷、异氰酸根合甲基三甲氧基硅烷、异氰酸根合甲基三乙氧基硅烷、异氰酸根合甲基三异丙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基二甲氧基乙氧基硅烷和/或3-异氰酸根合丙基二乙氧基甲氧基硅烷。作为根据本专利技术的组合物或涂料组合物中的式(I)的化合物(组分A))，优选使用3-异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基二甲氧基乙氧基硅烷和/或3-异氰酸根合丙基二乙氧基甲氧基硅烷，特别优选3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基二甲氧基乙氧基硅烷和/或3-异氰酸根合丙基二乙氧基甲氧基硅烷。上述异氰酸根合硅烷以结合的形式作为与羟基官能的化合物的加合物存在。合适的相应的羟基官能的化合物是一元醇或多元醇以及聚合物醇。合适的羟基官能的化合物例如是一元醇或多元醇，即二醇、三醇、四醇和含羟基的聚合物。在一个优选的实施方案中，所用的羟基官能的化合物是二醇、三醇或四醇，特别优选二醇或三醇。在一元醇的情况下，它们特别是具有1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，特别优选1至9个碳原子的单官能的支化或线性醇或其混合物，尤其是甲醇、乙醇、丙醇和丁醇。二醇醚也可用作一元醇。合适的二醇醚特别是乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单异丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、1,1'-氧基双(2-三乙二醇)单甲醚、三乙二醇单丁醚、丙二醇1-甲醚、丙二醇2-甲醚、丙二醇1-乙醚和丙二醇1-丁醚。合适的二醇特别是具有1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，特别优选1至10个碳原子的双官能的支化或线性醇或其混合物。合适的三醇特别是具有1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，特别优选1至10个碳原子的三官能的支化或线性醇或其混合物。合适的四醇特别是具有1至20个碳原子，优选1至12个碳原子，特别优选1至10个碳原子的四官能的支化或线性醇或其混合物。此外，可以使用具有10至500mgKOH/g的OH值和250至6000g/mol的数均摩尔质量的含羟基聚合物作为羟基官能的化合物，其中所述含羟基聚合物选自聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、环氧树脂、纤维素衍生物、FEVE(氟乙烯乙烯基醚)、醇酸树脂和聚氨酯，其中聚氨酯由多元醇和二异氰酸酯单体制成或由其形成。优选使用含羟基的聚酯和/或聚丙烯酸酯，其具有20至150mgKOH/g的OH值和500至6000g/mol的数均分子量。羟基值(OHZ)根据DINENISO4629-2(2016-12)测定。在此方法中，在NMP中的4-N-二甲基氨基吡啶作为催化剂存在下，使样品与乙酸酐在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中反应，其中羟基被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.不含氨基硅烷的组合物，其至少包含A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂，所述催化剂选自含氮催化剂、磷的含氧酸的盐和酯和烷基卤化铵，/n其中所述羟基官能的化合物选自一元醇或多元醇，即二醇、三醇、四醇和含羟基的聚合物，所述聚合物具有10至500mg KOH/g的OH值和250至6000g/mol的数均摩尔质量，/n其中所述含羟基的聚合物选自聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、环氧树脂、纤维素衍生物、FEVE(氟乙烯乙烯基醚)、醇酸树脂和聚氨酯，其中聚氨酯由多元醇和二异氰酸酯单体制成；和/n其中组分A)的量为40至99重量％，组分B)的量为0.01至3重量％，在每种情况下基于整个组合物计。/n

【技术特征摘要】
20180910 EP 18193333.41.不含氨基硅烷的组合物，其至少包含A)异氰酸根合硅烷与羟基官能的化合物的加合物和B)不含锡的催化剂，所述催化剂选自含氮催化剂、磷的含氧酸的盐和酯和烷基卤化铵，
其中所述羟基官能的化合物选自一元醇或多元醇，即二醇、三醇、四醇和含羟基的聚合物，所述聚合物具有10至500mgKOH/g的OH值和250至6000g/mol的数均摩尔质量，
其中所述含羟基的聚合物选自聚酯、聚醚、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、环氧树脂、纤维素衍生物、FEVE(氟乙烯乙烯基醚)、醇酸树脂和聚氨酯，其中聚氨酯由多元醇和二异氰酸酯单体制成；和
其中组分A)的量为40至99重量％，组分B)的量为0.01至3重量％，在每种情况下基于整个组合物计。


2.根据权利要求1所述的不含氨基硅烷的组合物，其中所述异氰酸根合硅烷是式(I)的化合物
OCN-(烷基)-Si(烷氧基)3(I)
其中上述式(I)中的烷基对应于具有1至4个碳原子的线性或支化的烷基，并且上述式(I)中的烷氧基在每种情况下相互独立地对应于甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基，其中式(I)的化合物中的三个烷氧基在每种情况下可以相同或彼此不同。


3.根据权利要求2所述的不含氨基硅烷的组合物，其中式(I)的化合物中的烷氧基在每种情况下相互独立地选自甲氧基和乙氧基。


4.根据权利要求3所述的不含氨基硅烷的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：T昂克尔霍伊泽，E斯皮鲁，S赫斯尔，D梅内，G施特罗伊肯斯，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE