用于包含氨基硅烷加合物的粘结涂料组合物的固化剂的制作方法_2

文档序号:9400787阅读:来源:国知局
2] 二乙基氨基丙基胺,来自于BASF(德国),脂族胺
[0103]Gaskamine240,来自于MitsubishiGasChemicalCompanyInc(美国),芳烷基 胺
[0104]CardoliteLite2002,来自于CardoliteCorporation(美国),曼尼希喊
[0105]Cardolite(NX5454),来自于CardoliteCorporation(美国),曼尼希喊
[0106]Aradur42BD,来自于HuntsmanAdvancedMaterials(德国),脂环族胺
[0107]Isophorondiamin,来自于BASF(德国),脂环族胺
[0108]Epikure3090固化剂,来自于Momentive(美国),聚酰氨基胺与环氧的加合物
[0109]CrayamidE260E90,来自于Arkema(法国),聚酰氨基胺与环氧的加合物
[0110] Crayamid140,来自于Arkema(法国),氨基聚酰胺树脂
[0111]Aradur943CH,来自于HuntsmanAdvancedMaterials(瑞士),亚烷基胺与环氧的 加合物
[0112] Aradur863XW80CH,来自于HuntsmanAdvancedMaterials(瑞士),芳族胺与环 氧的加合物
[0113]CardoliteNC_541,来自于CardoliteCorporation(美国),曼尼希喊
[0114]CardoliteLite2001,来自于CardoliteCorporation(美国),曼尼希喊
[0115] 合适的反应性环氧稀释剂的例子包括例如脂族、脂环族或芳族化合物的单官能缩 水甘油基醚或酯,例如
[0116]AralditeDY-E/BD,来自于HuntsmanAdvancedMaterials-德国
[0117]AralditeDY-H/BD,来自于HuntsmanAdvancedMaterials-德国
[0118]CarduraEI0P,来自于Momentive-荷兰
[0119]AralditeDY-D/CH,来自于HuntsmanAdvancedMaterials-德国
[0120] Epodil757,来自于AirProducts-美国
[0121] PEG-400-DEG,来自于RaschigChemicalDivision-德国
[0122] 合适的环氧改性剂的例子包含例如油、油衍生物、改性的油例如亚麻油及其 衍生物、蓖麻油及其衍生物、大豆油及其衍生物。本领域技术人员将知晓,其他合适的 环氧改性剂包括增塑剂,其例子包括邻苯二甲酸酯、二和三芳基化合物、磺酰胺和聚醚 [W02005033219A2,第27-28页]。合适的膨胀剂树脂的例子包括例如饱和的聚酯树脂、聚乙 酸乙烯酯、聚丁酸乙烯酯、乙酸乙烯酯和乙烯基异丁基醚的共聚物、氯乙烯和乙烯基异丁基 醚的共聚物、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯基异丁基醚、聚乙烯基乙基醚、改性的芳族烃树脂;苯 乙烯共聚物例如苯乙烯/ 丁二烯共聚物;丙烯酸树脂;羟基-丙烯酸酯共聚物;脂肪酸;环 化的橡胶和环氧酯。
[0123] 在一个实施方案中,环氧基粘合剂体系包含a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚 A、双酚F和酚醛清漆;和b) -种或多种固化剂,其选自曼尼希碱、聚酰氨基胺、聚氧亚烷基 胺、亚烷基胺、芳烷基胺、多胺及其加合物和衍生物。
[0124]在另一实施方案中,该环氧树脂的环氧当量可以是100-9000,100-2000,例如 100-1500,例如150-1000,例如150-700。在另一实施方案中,该环氧树脂的环氧当量是 300-600。在另一实施方案中,该环氧树脂的环氧当量是100-350,例如150-300。
[0125] 在又一实施方案中,环氧基粘合剂体系可以包含一种或多种环氧当量是150-700 的双酚A环氧树脂和一种或多种聚酰氨基胺或其加合物和衍生物。
[0126] 在任一方面的实施方案中,该环氧基粘合剂体系包含:
[0127]a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚A、双酚F和酚醛清漆;和
[0128]b) -种或多种固化剂,其选自曼尼希碱、聚酰氨基胺、聚氧亚烷基胺、亚烷基胺、芳 烷基胺、多胺及其加合物和衍生物;和
[0129]c) -种或多种膨胀剂树脂,其选自饱和的聚酯树脂、聚乙酸乙烯酯、聚丁酸乙烯 酯、乙酸乙烯酯和乙烯基异丁基醚的共聚物、氯乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物、聚乙烯基 甲基醚、聚乙烯基异丁基醚、聚乙烯基乙基醚、改性的芳族烃树脂;苯乙烯共聚物例如苯乙 烯/ 丁二烯共聚物;丙烯酸树脂;羟基-丙烯酸酯共聚物;脂肪酸;环化的橡胶和环氧酯。
[0130] 在任一方面的另一实施方案中,该环氧基粘合剂体系包含:
[0131]a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚A、双酚F和酚醛清漆;和
[0132]b) -种或多种固化剂,其选自曼尼希碱、聚酰氨基胺、聚氧亚烷基胺、亚烷基胺、芳 烷基胺、多胺及其加合物和衍生物;和
[0133]c) 一种或多种膨胀剂树脂,其选自乙烯基异丁基醚、氯乙烯和乙烯基异丁基醚的 共聚物;苯乙烯共聚物例如苯乙烯/ 丁二烯共聚物;丙烯酸树脂;羟基-丙烯酸酯共聚物; 脂肪酸;环化的橡胶和环氧酯。
[0134] 在任一方面的又一实施方案中,该环氧基粘合剂体系包含:
[0135]a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚A、双酚F和酚醛清漆;和
[0136]b) -种或多种固化剂,其选自曼尼希碱、聚酰氨基胺、聚氧亚烷基胺、亚烷基胺、芳 烷基胺、多胺及其加合物和衍生物;和
[0137]c) 一种或多种膨胀剂树脂,其选自乙烯基异丁基醚、氯乙烯和乙烯基异丁基醚的 共聚物。
[0138] 在任一方面的又一实施方案中,环氧基粘合剂体系可以包含:
[0139]a) -种或多种环氧当量为150-300的双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂;
[0140]b) -种或多种曼尼希碱或其加合物和衍生物;
[0141]c) 一种或多种膨胀剂树脂,其选自乙烯基异丁基醚、氯乙烯和乙烯基异丁基醚的 共聚物。
[0142] 在任一方面的又一实施方案中,环氧基粘合剂体系包含:
[0143]a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚A、双酚F和酚醛清漆;和
[0144]b) -种或多种膨胀剂树脂,其选自乙烯基异丁基醚、氯乙烯和乙烯基异丁基醚的 共聚物;苯乙烯共聚物例如苯乙烯/ 丁二烯共聚物;丙烯酸树脂;羟基-丙烯酸酯共聚物; 脂肪酸;环化的橡胶和环氧酯。
[0145] 在任一方面的又一实施方案中,环氧基粘合剂体系包含
[0146]a) -种或多种环氧树脂,其选自双酚A、双酚F和酚醛清漆;和
[0147]b) -种或多种膨胀剂树脂,其选自丙烯酸树脂、乙烯基异丁基醚、氯乙烯和乙烯基 异丁基醚的共聚物。
[0148] 在任一方面的又一实施方案中,环氧基粘合剂体系可以包含一种或多种环氧当量 为150-300的双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂,和选自丙烯酸树脂、乙烯基异丁基醚、氯 乙烯和乙烯基异丁基醚的共聚物的一种或多种膨胀剂树脂。
[0149] 在一个实施方案中,该环氧基粘合剂体系可以包含一种或多种增塑剂例如邻苯二 甲酸酯、二和三芳基化合物、磺酰胺和聚醚。
[0150] 在一个实施方案中,环氧基粘合剂体系是环境固化粘合剂体系。
[0151] 在该粘结涂料组合物中,环氧基粘合剂体系(组分i.)的总量可以是10-90%,例 如20-70%,例如30-50%,基于该粘结涂料组合物的固体体积计。在另一实施方案中,所述 环氧基粘合剂体系(组分U的总量是20-60%,例如20-40%,基于该粘结涂料组合物的 固体体积计。在另一实施方案中,所述环氧基粘合剂体系(组分i.)的总量是10-60%,例 如10-40%,例如15-30%,基于该粘结涂料组合物的固体体积计。在另一实施方案中,所述 环氧基粘合剂体系(组分i.)的总量是40-90%,例如50-80%,例如50-60%,基于该粘结 涂料组合物的固体体积计。
[0152] 当用于本文时,术语"氢当量"目的是包括仅连接到氮上的反应性氢原子。
[0153] 与一种或多种固化剂有关的"氢当量"值是由该一种或多种固化剂的每个的贡献 的总和。由该一种或多种固化剂的每个对于氢当量的贡献定义为固化剂的克数除以固化 剂的氢当量,其中固化剂的氢当量如下来确定:固化剂的克数等价于Imol的活性氢。对于 与环氧树脂的加合物,加合作用前反应物的贡献用于确定环氧基粘合剂体系中的"氢当量" 值。
[0154]与一种或多种环氧树脂有关的"环氧当量"值是来自于该一种或多种环氧树脂的 每个的贡献的总和。由该一种或多种环氧树脂的每个对于环氧当量的贡献定义为环氧树脂 的克数除以环氧树脂的环氧当量,其中环氧树脂的环氧当量如下来确定:环氧树脂的克数 等价于Imol的环氧基团。对于与环氧树脂的加合物,加合作用前反应物的贡献用于确定环 氧基粘合剂体系中的"环氧当量"值。
[0155] 该一种或多种固化剂的氢当量与该一种或多种环氧树脂的环氧当量的比率可以 是 20:100-200:100,例如 50:100-130:100,或 60:100-130:110,或例如 80:100-140:100。在 另一实施方案中,所述比率是 80:100-110:100,例如 85:100-105:100,或 80:100-95:100。
[0156] 粘合促进剂
[0157] 根据本发明第一方面的粘结涂料组合物包含一种或多种粘合促进剂,其选自羟基 官能的聚硅氧烷和C1 4-烷氧基官能的聚硅氧烷。在本发明的第二方面中,这种组分是任 选的。在本发明的另一实施方案中,该粘结涂料组合物不含选自羟基官能的聚硅氧烷和 C1 4-烷氧基官能的聚硅氧烷的粘合促进剂。在另一实施方案中,该粘结涂料组合物不含任 何粘合促进剂。
[0158]在一个实施方案中,省掉该粘合促进剂(ii),并且在本发明的粘结涂料组合物和 污垢脱除顶涂层之间引入中间的缩合固化有机聚硅氧烷。在其一种变体中,该中间的缩合 固化的有机聚硅氧烷组合物是缩合固化RTV-1,例如结构式[IV]的组合物:
[0159]
[0160] 其中R14独立地选自C1 s-烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、 正己基、2-乙基己基和正辛基)、C4 8_环烷基(例如环戊基、环己基和甲基环己基)、C2 4-烯 基(例如乙烯基、烯丙基或丁烯-2-基)、芳基(例如苯基)和芳基-C14-烷基(例如甲苯基 和二甲苯基);R15独立地选自-CH 3、-C2H5、- CH = 012和-C 6H5;R16独立地选自C丨4_烷基, 例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基;-N = C(Ci 4烷基)(C1 4烷基)例如-N = C(CH3) (CH2CH3)或-N = C(CH3)2;v 是 0-2 的整数,和 g 是 100-10000 的整数,例如 100-5000,例 如 150-1000。
[0161] 在另一实施方案中,该粘合促进剂(ii)是硅醇端接的聚硅氧烷,并且将中间的缩 合固化有机聚硅氧烷引入本发明的粘结涂料组合物和污垢脱除顶涂层之间。在其一种变体 中,中间的缩合固化有机聚硅氧烷组合物是根据式[IV]的肟固化RTV-1。
[0162] 在又一实施方案中,该粘合促进剂是式[VI]的缩合固化有机聚硅氧烷。
[0163] 在另一实施方案中,该粘合促进剂是式[V]的硅醇端接的有机聚硅氧烷。
[0164] 不受限于任何具体理论,术语"粘合促进剂"目的是表示所讨论的试剂对于粘结涂 层和施用到该粘结涂层上的随后的层之间的粘合具有有益的影响。
[0165] 在一个实施方案中,该粘合促进剂是在25 °C粘度为60-10, OOOmPas,例如 60-5, OOOmPas,例如60-1000mPas的聚二有机氧烷。其他粘度包括50-750mPas,例如 60_300mPas,或 60_150mPas,甚至 100_750mPas,例如 500_750mPas。
[0166] 在一个实施方案中,该粘合促进剂选自下式(V)的通用结构所示的硅醇端接的聚 硅氧烷:
[0167]
[0168] 其中RlO独立地选自C1s-烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、 正己基、2-乙基己基和正辛基)、C4 8_环烷基(例如环戊基、环己基和甲基环己基)、C2 4-烯 基(例如乙烯基、烯丙基或丁烯-2-基)、芳基(例如苯基)和芳基-C14-烷基(例如甲苯 基和二甲苯基),和e是4-1000的整数,例如10-250。在另一实施方案中,RlO是甲基,并 且该粘合促进剂的粘度是60-750mPas,例如60-300mPas,甚至60-150mPas。
[0169] 在另一实施方案中,该粘合促进剂是结构(VI)的湿可固化的聚二有机硅氧烷
[0170]
[0171] 其中Rll独立地选自C18-烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、 正己基、2-乙基己基和正辛基)、C4 8_环烷基(例如环戊基、环己基和甲基环己基)、C2 4-烯 基(例如乙烯基、烯丙基或丁烯-2-基)、芳基(例如苯基)和芳基-C14-烷基(例如甲苯基 和二甲苯基);R13独立地选自-CH3、-C2H5、-CH=CHjP-C6H5,R12选自C1 4-烷基,例如甲 基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基;-N=C(Ci4烷基)(C1 4烷基)例如-N=C(CH3) (CH2CH3) 或-N=C(CH3)2,u是0-2的整数和h是4-1000的整数,例如10-250。在结构(VI)的湿 可固化的聚二有机硅氧烷的一个实施方案中,该粘度是60-750mPas,例如60-300mPas,甚 至 100-200mPas。
[0172]该粘合促进剂优选包含硅结合的位于端部的羟基,例如a,《 _二羟基-聚二有机 硅氧烷,或者端部位置中的硅结合的可水解基团,例如湿可固化的聚二有机硅氧烷,其用硅 结合的可水解基团端接,例如C1 4_烷氧基(例如甲氧基)、类型-O-N=C(C1 4烷基)(Ci4烷 基)的肟(例如甲基乙基肟)。更优选地,该粘合促进剂由式-Si(R1)2O-的重复的二有机硅 氧烷单元形成,其中R1选自C18-烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正戊基、正 己基、2-乙基己基和正辛基)、C4 8_环烷基(例如环戊基、环己基和甲基环己基)、C2 4-烯基 (例如乙烯基、烯丙基或丁烯-2-基)、芳基(例如苯基)和芳基-C14-烷基(例如甲苯基 和二甲苯基)。在另一情况中,除了上述端部反应性之外,在该重复单元上的一种或多种有 机R1基团可以包含不同于端部反应性的反应性基团,例如含有胺的取代基,例如_順2或-N(H)_,其可以直接结合到硅原子上,或者更优选地经由桥连烷基例如-C1-C4来结合,并且 该取代基可以包含多于一种胺,例如氨基乙基氨基丙基。
[0173]合适的a,《 -二羟基聚二有机硅氧烷更具体的例子是式HO-[Si(R11)2OL-H的那 些,其中每个Rn独立地选自甲基和苯基,和这里n是4-1000的整数,例如10-250。
[0174] 合适的湿可固化的聚硅氧烷更具体的例子是式(ORm)3 (Riv)JKSi(Riv)2O] ^Si-(Riv)ni(ORm)3ni的那些,其中每个Riv独立地选自-CH3、-C2H5、-CH=CiaP-C6H5。除 了Riv^包括的物质之外,Rm进一步包括-N=C(CH3) (CH2CH3)或-N=C(CH3)2,和其中n是4-100的整数,例如10-50,和其中m是0-2的整数。
[0175] 粘合促进剂的例子特别是选自羟基官能的聚硅氧烷和C1 4-烷氧基官能的聚娃氧 烷的那些,特别是羟基官能的聚硅氧烷和C1 4-烷氧基官能的聚硅氧烷,例如刚在上面所述 的那些。
[0176] 市售的聚硅氧烷粘合促进剂的示例性例子是Rhodorsiloil48V750(硅醇官 能的聚二甲基硅氧烷),来自Bluestar;Xiameter?PMX-0156SILANOLFLUID;BY 16-392(二甲基(氨基乙基氨基丙基)甲基硅氧烷,羟基端接的),来自于DowCorning Toryo等。
[0177]特别优选选自类型a,《-二羟基聚二有机硅氧烷的粘合促进剂。
[0178] 当存在时,该粘结涂料组合物包含0. 1-20%,或0. 1-20%,例如0. 1-15%,例如 0. 5-10 %湿重的粘合促进剂。
[0179] 在一些有利的实施方案中,该粘合促进剂的(重量)平均分子量Mw小于50, OOOg/ mol,或小于 25, 000g/mol,例如 500-50, 000g/mol,或 1000-10, 000g/mol〇
[0180] 氨基-硅烷固化剂
[0181] 在本发明的两方面中,该粘结涂料组合物包含上面的式(I)的氨基_硅烷加合物。 在式(I)中,HMffA-N(Y)-是高分子量胺结构部分,其包含三个或更多个氨基,优选4个或更 多个氨基,其中至少一些是伯或仲氨基。在一个实施方案中,该HMWA结构部分包含至少一 个酚结构部分。该HMffA结构部分可以包含至少一个C7 2。-脂族结构部分,例如C7 2。-脂族结 构部分,其独立地选自烷烃和烯烃。在具体的实施方案中,所述至少一个C7 2。-脂族结构部 分选自烷烃和烯烃,其中所述烯烃可以包含至多5个双键,例如至多4个双键,优选1、2或 3个双键。在具体的实施方案中,所述至少一个C12 17-脂族结构部分独立地选自-(CH2)7CH =CH(CH2) 5CH3、-(CH2)7CH=CHCH2CH=CH(CH2)2CH3和-(CH2)7CH=CHCH2CH=CHCH2CH= CH2。优选地,该HMWA结构部分是以下物质的曼尼希缩合反应产物:C7 2。-烷基酚(特别是 腰果酚),甲醛和选自二胺、三胺或四胺的一种或多种胺,和任选地进一步与不足化学计量 量的环氧官能的树脂反应。
[0182] 用于形成HMWA的优选的多胺是:乙二胺(EDA);间亚苯基双(甲基胺)(MXDA);二 亚乙基三胺(DETA);三亚乙基三胺(TETA);四亚乙基五胺(TEPA) ; 1,3_环己烷二-六亚甲 基四胺(1,3-BAC);异佛尔酮二胺(Iro) ;1,6-己二胺;2, 2, 4-三甲基-(TMD)。其他合适的 多胺将在专利公布CA1082229A中找到。在另一实施方案中,用于形成HMWA的多胺是例如 乙二胺(EDA);二亚乙基三胺(DETA);三亚乙基三胺(TETA);四亚乙基五胺(TEPA) ;1,6-己 二胺;2, 2, 4-三甲基-(TMD)。在一个具体的实施方案中,用于形成HMWA的优选的多胺选自 乙二胺(EDA)和间亚苯基双(甲基胺)(MXDA);例如乙二胺(EDA);或例如间亚苯基双(甲 基胺)(MXDA)。
[0183] 在一个优选的实施方
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