催化组合物和具有延长的适用期的基于硫醇烯的组合物制造技术

本发明专利技术涉及催化组合物和含有所述催化组合物的可固化组合物。本发明专利技术的催化组合物基本上由以下组成：(i)金属化合物；以及(ii)不同于(i)的化合物，所述化合物催化烯键式不饱和化合物与硫醇之间的加成反应，其中所述催化组合物基本上不含钒化合物。根据本发明专利技术的可固化组合物包括：(a)多烯、(b)多硫醇和(c)催化组分，所述催化组分由前面提及的催化组合物组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化组合物和具有延长的适用期的基于硫醇烯的组合物
本专利技术涉及催化组合物和具有延长的适用期的可固化组合物，所述可固化组合物包括多烯、多硫醇和所述催化组合物。
技术介绍
催化作用是因被称为催化剂的材料的参与而引发化学反应或改变化学反应的速率。使反应加速的催化剂被称为正催化剂。使反应减慢的催化剂被称为负催化剂或抑制剂。与反应物不同，催化剂本身不被反应消耗。催化剂通过提供从反应物到反应产物的替代性反应机制途径来起作用。当这种替代性路径的活化能低于没有催化剂介导的反应路径时，反应的速率增加。催化剂还可以实现将会在其它情况下被热力学或动力学势垒阻断或减慢的反应。催化剂可以增加反应物的反应速率或选择性或使反应能够在比将会在其它情况下可能的温度更低的温度下继续进行。因此，催化剂可以是工业化学过程中非常有价值的工具。然而，使用催化剂也有缺点。例如，锡化合物在如涂料等工业产品中被广泛用作异氰酸酯/羟基反应的催化剂。胺化合物用作多烯/硫醇反应的催化剂。遗憾的是，提供可接受地快速的固化速率和最终产物性质所需的这些催化剂的水平往往导致在反应物混合后的施加时间窗较为短暂。因此，需要及时工作，使得混合的组分维持足够低的粘度，以用于如通过喷涂施加于基材。涂料准备好施加于基材并且仍然具有足够低的粘度供施加的时间跨度通常被称为“适用期”。下文将更定量地对其进行定义。适用期通常必须与所施加涂料的固化速度平衡。例如，在使用催化剂的多组分涂料系统中，适用期和固化速度主要受控于存在的催化剂的量。因此，如果需要较快的固化速度，则可以使用更多催化剂，但这也将导致适用期更短。相反地，如果需要较长的适用期，则可以使用更少催化剂，但固化速度也将会减缓。同样重要的是，施加的涂料组合物快速地干燥并变硬，使得在所述涂料组合物干燥的同时沾污性最小化并且珍贵的车间(shop)空间不被所涂覆基材，如汽车占用。涂料施加于基材与涂料已充分干燥或固化使得落到所涂覆基材上的灰尘或其它碎屑将不会粘附至所涂覆基材之间的时间长度被称为“无尘时间”或“无粘时间”并且是固化速度的指标。使组合物的干燥和固化加速的一种方式是添加另外的催化剂，但这会缩短可用于例如通过喷涂进行处理的时间，因为更高的催化剂水平也导致组合物的粘度随反应速率的增加而更快地增加。含有如丙烯酰基等不饱和基团的多烯与含活性氢化合物反应。据信这种反应涉及将源自亲核的含活性氢化合物的阴离子加成到活化不饱和基团，所述阴离子充当供体，所述活化不饱和基团充当受体。当这些含活性氢化合物为如丙二酸酯或乙酰乙酸酯等C-H化合物时，所述反应被称为迈克尔加成反应(Michaeladditionreaction)。还已知的是，含SH化合物可以在类似于迈克尔加成反应的反应机制中起到含活性氢化合物的作用。利用含SH化合物的这种反应机制被称为硫醇烯反应。用于硫醇烯反应的催化剂包含胺化合物，例如，四甲基胍、二氮杂二环十一碳烯和二氮杂二环壬烯。由这些强碱催化的硫醇烯反应可能难以控制，并且这种反应混合物通常具有较短的适用期。将会期望的是使用通过以下克服现有技术的这些缺点的催化剂来催化多烯与硫醇之间的化学反应：延长组合物的适用期和/或加速施加后的硫醇烯反应速率，如以实现较短的无粘时间，而不对组合物的适用期和/或源自所述组合物的涂料的耐化学性产生负面影响。
技术实现思路
现在已经发现可以通过使用某些催化组合物来实现这些目标。本专利技术的催化组合物基本上由以下组成：(i)金属化合物；以及(ii)催化烯键式不饱和化合物与硫醇之间的加成反应的化合物。本专利技术的催化组合物基本上不含如完全不含钒化合物。化合物(ii)与金属化合物(i)不同。因此，根据本专利技术的催化组合物包含两种不同类型的化合物。所述催化组合物通常基本上不含如完全不含包括酸官能团、酸酐基团的反应性化合物或者活性氢化合物与酸酐或多元酸的反应产物。连接短语“基本上由……组成”意指组合物限于指定的材料或步骤“和不实质上影响要求保护的专利技术的(一个或多个)基本和新颖特性的那些”。在reHerz,537F.2d549,551-52,190USPQ461,463(CCPA1976)(在原件中强调)中。本专利技术还涉及包括以下的可固化组合物：(a)多烯；(b)多硫醇，所述多硫醇按所述可固化组合物中树脂固体的总重量计以大于10重量％的量存在；以及(c)催化组分，所述催化组分由在上文描述并且在下面更详细地描述的根据本专利技术的催化组合物组成。具体实施方式出于以下详细描述的目的，应当理解，除非明确相反地指出，否则本专利技术可以采取各种替代性变型和步骤顺序。此外，除了在任何操作实例中或在另有指示的情况下以外，表达例如本说明书和权利要求中所使用的成分的数量的所有数字应被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。因此，除非相反地指示，否则在以下说明书和所附权利要求中所阐述的数值参数是可以根据要通过本专利技术获得的期望性质而改变的近似值。至少，并且不试图将等同原则的应用限制于权利要求的范围，每个数值参数至少应按照报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中阐述的数值是尽可能精确地报告的。然而，任何数值都固有地含有由其相应测试测量值中发现的标准差必然造成的某些误差。还应当理解，本文陈述的任何数值范围旨在包含纳入其中的所有子范围。例如“1到10”的范围旨在包含陈述的最小值1与陈述的最大值10之间的所有子范围(并且包含所述最大值和所述最小值)，即，具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。在本申请中，除非另外具体说明，否则单数的使用包含复数，并且复数涵盖单数。另外，在本申请中，除非另外具体说明，否则“或”的使用意指“和/或”，但是“和/或”可以在某些情况下明确使用。应注意，短语“和/或”当在列表中使用时意为涵盖包含列表中的每种单独组分以及组分的任何组合的替代性实施例。例如，列表“A、B和/或C”意为涵盖包含A、或B、或C、或A+B、或A+C、或B+C、或A+B+C的七个单独的实施例。除非另有指示，否则将分子量报告为相对于聚苯乙烯标准物通过凝胶渗透色谱法确定的数均分子量，以g/mol为单位。如上文所阐述的，本专利技术的催化组合物含有(i)金属化合物。合适的金属化合物包含金属氧化物、金属盐(包含有机盐和无机盐)和有机金属化合物中的至少一种。可以存在于金属化合物(i)中的金属包含例如铁、锡、钴、镁、锰和其混合物。存在于根据本专利技术的催化组合物中的金属化合物(i)常常可以包括铁化合物。示例性金属化合物包含例如铁(II)和铁(III)化合物如铁氧化物、乙酸亚铁或乙酸铁以及金属卤化物如氯化铁和氯化亚铁。本专利技术的催化组合物还含有(ii)催化烯键式不饱和化合物与硫醇之间的加成反应的化合物。催化化合物(ii)可以例如包括碱。催化化合物(ii)可以例如包括具有一个或多个氮原子和/或磷原子的有机化合物。合适的催化活性化合物(ii)包含例如伯胺、仲胺和叔胺以及膦。这种化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基本上由以下组成的催化组合物：/n(i)金属化合物；以及/n(ii)不同于(i)的化合物，所述化合物催化烯键式不饱和化合物与硫醇之间的加成反应，其中所述催化组合物基本上不含钒化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181220 US 16/228,0431.一种基本上由以下组成的催化组合物：
(i)金属化合物；以及
(ii)不同于(i)的化合物，所述化合物催化烯键式不饱和化合物与硫醇之间的加成反应，其中所述催化组合物基本上不含钒化合物。


2.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述催化组合物基本上不含包括酸官能团、酸酐基团的反应性化合物和活性氢化合物与酸酐或多元酸的反应产物。


3.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述金属化合物(i)包括金属氧化物、金属盐和有机金属化合物中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述金属化合物(i)包括铁化合物。


5.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述化合物(ii)选自噁唑烷、三乙胺、二甲基环己胺、二甲基辛胺、二甲基十二烷胺、二甲基氨基乙醇、四甲基胍、二氮杂二环辛烷、二氮杂二环十一碳烯、二氮杂二环壬烯、正甲基三氮杂二环癸烯、三辛基膦、三苯基膦和其混合物。


6.根据权利要求1所述的催化组合物，其中所述金属化合物(i)包括铁化合物，所述化合物(ii)包括含仲胺基或叔胺基的化合物，并且胺基与铁的摩尔比为0.4到500:1。


7.一种可固化组合物，其包括：
(a)多烯；
(b)多硫醇，所述多硫醇按所述可固化组合物中树脂固体的总重量计以大于10重量％的量存在；以及
(c)催化组分，所述催化组分由根据权利要求1所述的催化组合物组成。


8.根据权利要求7所述的可固化组合物，其中所述多烯具有结构式
A-(X)m
其中A为有机部分；X为烯属不饱和部分并且m为至少2。


9.根据权利要求8所述的可固化组合物，其中X选自-C(O)CR＝CH2、-CH2-CHR＝CH2和其混合物，其中R为氢或甲基。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·莫拉维克，D·J·施沃茨米勒，S·吉阿奈里尼，M·贝尔托利，M·巴拉里诺，S·保莱斯，A·B·鲍威尔，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US