作为聚合型交联催化剂的有机锡共聚物制造技术

本发明专利技术涉及一种(甲基)丙烯酸系共聚物，其包含聚合物主链和连接到所述聚合物主链的彼此不同的至少两种类型的侧链(S1)和(S2)，即一个或多个包含至少一个含锡结构部分的侧链(S1)和一个或多个带有至少一个式‑O‑C(＝O)‑R

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为聚合型交联催化剂的有机锡共聚物本专利技术涉及一种(甲基)丙烯酸系共聚物，其包含聚合物主链和连接到所述聚合物主链的彼此不同的至少两种类型的侧链(S1)和(S2)，即一个或多个包含至少一个含锡结构部分的侧链(S1)和一个或多个带有至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团的侧链(S2)，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的(linearorbranched)、饱和或不饱和的、无环脂族残基，涉及制备所述共聚物的方法、所述共聚物作为涂料组合物中的交联反应中的催化剂和/或用于延长涂料组合物的适用期(potlife)和/或用于降低涂料组合物的固化温度的用途、包含所述共聚物的涂料组合物和包括将所述涂料组合物施加到基底上的步骤的涂布基底的方法。专利技术背景在如今使车辆更轻以减少排放和燃料消耗的努力中，汽车原始设备制造商(OEMs)越来越多地使用重量较轻的材料，包括铝、镁和聚合物基底。在聚合物基底的情况下，需要较低固化温度，因为这些基底在应用于金属基底的标准烘烤温度下通常变形。催化剂的使用作为在较低温度下提供固化的可行方法出现，因为其允许涂料组合物的所需交联反应在这样较低的温度下进行。但是，关于催化剂的使用会存在缺陷。在2K汽车涂料中广泛用作催化剂，特别是用于异氰酸酯/羟基交联反应的标准锡催化剂，如二月桂酸二丁基锡只有在造成短适用时间窗口的含量下才能提供可接受的快速固化速率和足够的最终产物性质。由于该催化剂的固有缺陷，通过简单控制催化剂的量来平衡在交联反应中的反应性和稳定性之间的行为看起来极具挑战性。为了避开现有技术的催化剂(如常规锡催化剂，如有机锡化合物和/或锡盐)的缺陷，催化剂包封已成为很有前途的解决方案，因为成功的催化剂包封可以受控方式呈递催化剂以避免含有它们的涂料组合物的早期降解。这样的体系大多使用聚合物载体以物理吸收-解吸所用催化剂。根据载体的特性，一些体系甚至可控制在向载体施加剪切力时的催化剂释放。现有技术的包封体系例如公开在US2015/132592A1A1、US2015/133595A1A1和US2016/090455A1中：US2015/132592A1A1涉及含有成膜树脂以及包含在载体内或用载体包封的催化剂(如锡催化剂，例如二月桂酸二丁基锡)的涂料组合物，并旨在提供固化速度的控制和涂料体系在环境温度下的适用期的改进。所述催化剂可在施加剪切力时释放。US2015/133595A1A1公开了包封到由烯属不饱和单体制备的聚合物中并可用于水性涂料体系的催化剂，如有机锡化合物，例如二月桂酸二丁基锡。所述参考文献旨在加速固化速度和延长涂料体系的适用期。最后，US2016/090455A1涉及包含热固性树脂以及聚合物纳米粒子的组合物，其尤其可在固化过程中释放催化剂。所述参考文献的目标是允许低固化温度、短固化时间，但同时长适用时间(out-times)。但是，依赖于物理吸收-解吸法的如US2015/132592A1A1、US2015/133595A1A1和US2016/090455A1中公开的这些包封体系的缺点通常导致并非总能观察到催化剂在整个体系中的所需均匀分布的事实。此外，适用期和/或固化速度并非总是令人满意和/或不能总是在足够的程度上实现固化温度的降低。问题因此本专利技术的一个目的是提供可用于涂料组合物中的交联反应(特别是用于羟基/异氰酸酯交联反应)的催化剂，其没有表现出现有技术的催化体系的上述缺点。特别地，本专利技术的一个目的是提供不仅在用于涂料组合物时能够控制它们的催化活性还提供这些组合物的改进的适用期并允许催化剂均匀分布在其中的此类催化剂。解决方案通过本申请的权利要求的主题以及通过本说明书中公开的其优选实施方案，即通过本文所述的主题解决这一目的。本专利技术的第一个主题因此是一种(甲基)丙烯酸系共聚物((meth)acryliccopolymer)，所述(甲基)丙烯酸系共聚物包含聚合物主链和连接到所述聚合物主链的彼此不同的至少两种类型的侧链(S1)和(S2)，即一个或多个包含至少一个含锡结构部分(即有机锡结构部分)的侧链(S1)，和一个或多个带有至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团的侧链(S2)，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基。本专利技术的另一主题是一种制备本专利技术的(甲基)丙烯酸系共聚物的方法，其包括至少一个步骤，其中(s1)至少一种包含至少一个含锡结构部分的(甲基)丙烯酸系单体，(s2)至少一种带有至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团的(甲基)丙烯酸系单体，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基，和任选地(s3)至少一种不同于单体(s1)和(s2)的烯属不饱和单体，共聚以形成共聚物，或其中(s1)至少一种包含至少一个含锡结构部分的(甲基)丙烯酸系单体，(s2)至少一种带有至少一个官能团的(甲基)丙烯酸系单体，所述官能团适合转化成至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基，和任选地(s3)至少一种不同于单体(s1)和(s2)的烯属不饱和单体，共聚以形成共聚物，然后在聚合物类似反应(polymeranalogousreaction)中将获自所述至少一种单体(s2)的结构单元的所述至少一个官能团转化成至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基。本专利技术的另一主题是本专利技术的(甲基)丙烯酸系共聚物作为涂料组合物中的交联反应中的催化剂(特别是包封催化剂(encapsulatedcatalyst))的用途和/或用于延长涂料组合物的适用期和/或用于降低涂料组合物的固化温度的用途。本专利技术的另一主题是一种涂料组合物，其包含至少一种聚合物作为基料组分(a)(bindercomponent(a))和至少一种本专利技术的(甲基)丙烯酸系共聚物作为组分(b)，其中基料组分(a)的聚合物不同于组分(b)的(甲基)丙烯酸系共聚物。本专利技术的另一主题是一种涂布基底的方法，其包括至少一个步骤(1)，即(1)将含有本专利技术的共聚物的本专利技术的涂料组合物施加到基底上。已经令人惊讶地发现，通过提供本专利技术的共聚物，可建立新型催化剂包封体系，其利用化学反应将锡催化结构部分并入共聚物，这与现有技术的仅基于物理吸收-解吸的催化剂包封体系相比非常特殊。此外，已经令人惊讶地发现，本专利技术的共聚物上的侧链(S2)有助于共聚物在一定温度范围(如室温(18℃)至上临界溶解温度(uppercriticalsolubilitytemperature，UCST))内在烃溶剂中保持不混溶。换言之，由于这些侧链(S2)的存在，存在于本专利技术的共聚物的侧链(S1)内的有机锡结构部分令人惊讶地以被包封状态存在。一旦达到所述UCST，就可实现从这种被包封状态受控释放催化剂，因为本专利技术的共聚物将变得完全混溶并且用作催化结构部分的其含锡结构部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种(甲基)丙烯酸系共聚物，其包含聚合物主链和连接到所述聚合物主链的彼此不同的至少两种类型的侧链(S1)和(S2)，即/n一个或多个包含至少一个含锡结构部分的侧链(S1)/n和/n一个或多个带有至少一个式-O-C(＝O)-R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181122 EP 18207796.61.一种(甲基)丙烯酸系共聚物，其包含聚合物主链和连接到所述聚合物主链的彼此不同的至少两种类型的侧链(S1)和(S2)，即
一个或多个包含至少一个含锡结构部分的侧链(S1)
和
一个或多个带有至少一个式-O-C(＝O)-R1的酯基团的侧链(S2)，其中R1是具有至少18个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基。


2.根据权利要求1的共聚物，其特征在于在(甲基)丙烯酸系共聚物中至少一种含有所述一个或多个侧链(S1)的结构单元(SU1)与至少一种含有所述一个或多个侧链(S2)的结构单元(SU2)的相对摩尔比在15:1至1:2.5的范围内。


3.根据权利要求1或2的共聚物，其特征在于含有所述一个或多个侧链(S1)的结构单元(SU1)的量为基于共聚物的所有结构单元的总量计至少20摩尔％，且含有所述一个或多个侧链(S2)的结构单元(SU2)的量为基于共聚物的所有结构单元的总量计至少10摩尔％。


4.根据前述权利要求任一项的共聚物，其特征在于所述一个或多个侧链(S1)由部件结构(PS1)表示



其中
符号是指连向共聚物主链的部件结构(PS1)的共价键，
参数a是0或1且
R2、R3和R4互相独立地代表具有1至30个碳原子的线性饱和烷基、具有3至30个碳原子的支化饱和烷基、具有6至30个碳原子的芳基或在每种情况下具有7至30个碳原子的烷基芳基或芳基烷基。


5.根据权利要求4的共聚物，其特征在于参数a是1，且R2、R3和R4互相独立地代表具有1至20个碳原子的线性饱和烷基或具有3至20个碳原子的支化饱和烷基。


6.根据前述权利要求任一项的共聚物，其特征在于R1是具有18至60个碳原子的线性或支化的、饱和或不饱和的、无环脂族残基。


7.根据前述权利要求任一项的共聚物，其特征在于所述一个或多个侧链(S2)由部件结构(PS2)表示



其中
符号是指连向共聚物主链的部件结构(PS2)的共价键，
参数b是0或1，
参数c在2至20的范围内，
R1具有权利要求1或6中所述的含义，
各R5独立地代表氢、羟基、具有1至30个碳原子的线性饱和烷基或具有3至30个碳原子的支化饱和烷基，且
各R6独立地代表氢、具有1至30个碳原子的线性饱和烷基或具有3至30个碳原子的支化饱和烷基。


8.根据权利要求7的共聚物，其特征在于参数b是1、参数c在2至10的范围内，各R5独立地代表氢或羟基，且各R6代表氢。


9.根据前述权利要求任一项的共聚物，其特征在于其具有连接到其聚合物主链的至少一个其它类型的侧链(S3)，其不同于侧链(S1)和(S2)，即
一个或多个由部件结构(PS3)表示的侧链...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·朱，
申请(专利权)人：巴斯夫涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE