具有可逆交联的功能材料的制作方法_2

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可变并可以由不同聚合物构成。这些臂又可以具有分支点。梳 形聚合物可具有嵌段结构以及可变的梳齿(Kammarme)。
[0026] 下文使用的书写方式"(甲基)丙烯酸酯"代表丙烯酸和/或甲基丙烯酸的烷基 酯。
[0027] 本发明的一个特定方面在于该制剂可在室温下交联并可在更高温度下逆转该交 联,使得形成例如可借助热塑性塑料加工中的常规方法重塑的液态未胶凝材料。
[0028] 根据本发明,亲二烯体是受保护的双硫酯,因此该交联反应是异相狄尔斯-阿尔 德反应。构成根据本发明使用的亲二烯组分基础的双硫酯因此具有结构
[0029]
[0030] 其中Z是强吸电子基团,Γ是多价有机基团,优选基于支链或直链的烷基类、芳族 类多官能醇、多官能卤代化合物、多官能羧酸或多官能胺,或者烷基类和芳族类多官能醇、 多官能卤代化合物、多官能羧酸或多官能胺的组合。或者,R m也可以是聚合物。双硫酯基团 的数目η是2至20、优选2至10和更优选2至4的数。
[0031 ] 在一个优选实施方案中,基团Z是2-吡啶基、磷酰基、磺酰基、氰基或三氟甲基。除 这些优选基团外,极大降低C = S双键的电子密度并因此实现快速狄尔斯-阿尔德反应的 任何其它基团Z也合适。Z特别优选是氰基。
[0032] 根据本发明用作亲二烯体的受保护的双硫酯更特别是用环戊二烯保护的双硫酯, 并因此是具有下列结构的化合物:
[0033]
[0034] 在此,对于基团数η和对于Rm同样适用如上文对双硫醋作出的相同陈述。R n又是 偶联基团,受保护的双硫酯基团借此偶联到Rm上。此类基团的一个实例是苄基。但是,例 如也可以使用具有最多10个碳原子的二价烷基、其它二价芳基或二价低聚醚基团。具有含 苄基偶联基团的环戊二烯基保护的氰基双硫酯的化合物相应地具有如下结构:
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[0036] 双官能交联剂的一个实例是由异佛尔酮二异氰酸酯和用环戊二烯保护的交联剂 的反应制得的下列化合物:
[0038] 三官能交联剂的一个实例是由六亚甲基二异氰酸酯的三聚物和用环戊二烯保护 的交联剂的反应制得的下列化合物:
[0040] 所选用于形成保护基的化合物的选择不限于纯的环戊二烯。根据本发明关键的 是,在选择保护基时它们能与双硫酯反应形成受保护的化合物,在室温下形成稳定的键并 在大约80°C或低于80°C的温度下可在很大程度上(换言之在至少80%的程度上)再解开 以再形成双硫酯。这一反应步骤优选在高于保护试剂的沸点温度的温度下进行。由此可以 同时从该体系中除去重新释放出的保护试剂并可另外加速该交联反应和使其达到更高转 化率。相应地,就环戊二烯而言,这一反应步骤优选在高于40°C的温度下进行。
[0041] 适合作为保护试剂的其它化合物的实例是甲基环戊二烯、四甲基_Cp、l,3-环己 二烯、螺[2.4]庚-4,6-二烯和三甲基甲硅烷基环戊二烯。
[0042] 已经令人惊讶地发现,这些体系在室温下甚至在组分A和B形成的制剂中也储存 稳定。在至少35°C并比解交联温度T 2低至少5°C、优选至少KTC的活化温度T 发生活 化。温度T1优选在40至85°C、更优选40至80°C之间。
[0043] 交联本身甚至有可能在室温下已经发生,但一般而言,其在相同温度1\下进行。
[0044] 解交联温度T2根据本发明比活化温度T i高至少5°C,优选至少KTC。解交联温度 T2优选为75至200 °C,更优选85至150 °C。
[0045] 同样已经令人惊讶地发现,这些网络在如上文所述的相对较低的温度1~2下已经可 简单和几乎完全地又恢复热塑性。还已经非常令人惊讶地发现,此后可以例如仅通过冷却 重新进行交联而无需进一步添加交联剂和/或催化剂。此外,特别令人惊讶的效果在于,交 联和回复热塑性的这些循环可以进行至少三次,优选至少五次,而无较大的网络性质损失。
[0046] 组分B是具有至少两个二烯基团的化合物。这些二烯基团是技术人员熟悉的。已 知实例是环戊二烯基、取代的环戊二烯基或山梨酰基(Sorbinylgruppen)。
[0047] 在一个实施方案中,组分B是借助原子转移自由基聚合(ATRP)制得的双官能聚合 物。在这种情况中,可以通过聚合物相似转变反应(polymeranalog)进行的或在终止过程 中进行的末端卤素原子的取代实现用二烯基团官能化。这种取代可以例如通过添加用二烯 基团官能化的硫醇实现。
[0048] 双官能二烯和双官能的亲二烯体之间的一种示例性的聚合反应可以如下所示。如 果这两种组分的至少一种以至少三官能形式使用,则发生相应的可逆交联反应:
[0049]
[0050] 本发明的另一方面是可逆交联方法。当实施这种方法时,由至少两种不同组分A 和B构成的制剂借助狄尔斯-阿尔德反应或异相狄尔斯-阿尔德反应在活化温度T1下活 化并由此自发交联。在第二个方法步骤中,在更高温度下,借助逆(Retro)-狄尔斯-阿尔 德反应或逆-异相狄尔斯-阿尔德反应再解开至少50 %、优选至少90 %和更优选至少99 % 的交联位点。
[0051] 当实施该第二方法步骤时,在解交联温度1~2下,按重量计至少90%、优选至少 95%、更优选至少98%的制剂优选在5分钟内(最多10分钟内)变得又可溶于适合于交 联前的该制剂的溶剂中。之前的交联的程度使得在用相同溶剂洗涤5分钟时按重量计最多 5%、优选最多2%、更优选最多1%的制剂溶解。术语"制剂"和与其相关的所有百分比数 据在这种情况下仅涉及组分A和B。在这一考量中不考虑其它配制成分,如在涂料或粘合剂 组合物中可能添加的那些。在下文中,术语"制剂"在本说明书中仅描述组分A和B以及任 选的交联催化剂。相反,术语"组合物"除了该制剂外还包含另外添加的组分。这些附加组 分可以是专门为特定用途选择出的辅助剂,例如填料、颜料、添加剂、增容剂、助粘合剂、增 塑剂、抗冲改性剂、增稠剂、消泡剂、分散添加剂、流变改进剂、增粘剂、抗划伤添加剂、催化 剂或稳定剂。
[0052] 在第一替代方案中,根据已描述的制剂,在该方法中首先合并组分A和B以及任选 的其它辅助剂。这可以在活化和随后交联之前直接进行。但是,根据本发明,有利的方法替 代方案也在于混合所有配制成分并直到需要时(甚至数天或数周后)才借助活化温度!\交 联。
[0053] 该交联反应可以在活化温度T1下在10分钟内,优选在5分钟内,更优选在2分钟 内和非常优选在1分钟内进行。
[0054] 为了加速交联,可以在已混合组分A和B后并优选直接在活化前添加交联催化剂。 一般而言,这些交联催化剂是强酸,如三氟乙酸或硫酸,或强路易斯酸,例如三氟化硼、二氯 化锌、二异丙氧基二氯化钛或三氯化铝。
[0055] 但是,无催化剂时交联也通过例如热手段进行至令人满意的程度。此处的活化温 度,如所述的那样,低于逆-(异相)-狄尔斯-阿尔德反应所需的温度。无催化剂的实施方 案优于添加催化剂。
[0056] 在一个替代实施方案中,也可以通过例如热手段加速交联,而不用催化剂。在这种 情况下,活化温度,如所述的那样,低于逆_(异相)_狄尔斯-阿尔德反应所需的温度。
[0057] 在另一替代实施方案中,该制剂与交联反应的活化无关地包含降低逆-狄尔 斯-阿尔德或逆-异相狄尔斯-阿尔德反应的解交联温度T 2的其他催化剂。这些催化剂可 以是例如铁或铁化合物。但是,此类催化剂的一个可能的缺点在于,它们不利地影响组分A 和B形成的制剂的储存稳定性,因为此类催化剂可能同时影响活化,即保护基的脱除。
[0058] 本发明的制剂和方法可用于多种多样的应用领域。下列名单举例指出某些优选应 用领域,在这方面无论如何不以任何方式限制本发明。此类优选应用领域是粘合剂、密封 剂、模制料、清漆、色漆、涂料、复合材料或油墨。
[0059] 所述油墨是例如热施加并在基底上交
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