[发明专利]由含有缔合基团的树枝状分子形成的材料

说明书

本发明涉及新型超分子材料。

所谓的超分子材料是由通过非共价键例如氢键、离子和/或疏水键连接在一起的化合物组成的材料。这些材料的一个优势是这些物理键是可逆的，特别是在温度的影响下或者通过选择性溶剂的作用是可逆的。因而可展望将它们用在例如涂覆物(涂料、化妆品等)、粘合剂、热熔胶和粉末涂料的应用领域中。

它们中的一些另外具有弹性体性质。与经典的弹性体相反，这些材料具有如下优势：在某一温度之上能够变成流体，这便利于它们的应用，特别是好的模具填充性，以及它们的再循环。尽管它们不是由交联聚合物而是由小分子组成，但是这些材料像弹性体一样能够显示尺寸稳定性非常长的时间并且在显著的变形之后能够恢复它们的初始形状。它们可用于制造密封物、隔热体或隔音体、轮胎、线缆、包层、鞋底、包装体、贴片(化妆用贴片或皮肤药用贴片)、伤口敷料、柔性软管夹、真空管、用于传输流体的管道和软管。

本申请人已经描述了超分子材料。

因而，文献WO03/059964描述了通过使脲与多亚烷基亚胺、多元胺或多酰胺反应而获得的超分子材料，所述多亚烷基亚胺、多元胺或多酰胺具有如下共同点：它们含有游离的伯胺或仲胺官能团。所获得的预聚物特别可具有咪唑烷酮(imidazolidone)官能团和游离的伯胺或仲胺官能团，其随后能够与卤代烷反应。所述多酰胺自身可通过多元胺在脂肪酸的二聚体和三聚体上的缩合而获得。该材料不显示弹性体性质。

此外，文献WO2006/016041公开了通过将带有咪唑烷酮基团的化合物例如N-氨基乙基-2-咪唑烷酮(UDETA)接枝到含有酸酐官能团的聚合物例如PMMA上而获得的超分子材料。

申请WO2008/029065中公开了其它超分子材料。它们可通过脂肪酸的二聚体和/或三聚体与含有缔合基团的化合物的反应获得。

此外，文献WO2006/087475中公开了弹性体超分子材料。其包括含有至少三个缔合官能团的分子，所述缔合官能团例如为咪唑烷酮基团，其能够形成几个物理键并且可通过使脲与多元胺和三元酸的反应产物进行反应而获得。

这些材料的缺点是它们的制备方法要求使用脲，这导致氨的释放。此外，为了获得例如申请WO2006/087475中所描述的弹性体材料，必须严格控制操作条件例如反应物的纯度、它们的引入顺序、反应的持续时间和温度、以及混合物的均匀性。具体地说，通过多元胺(例如二亚乙基三胺(DETA)或三亚乙基四胺(TETA))和脂肪酸的缩聚获得的由脂肪酸衍生的低聚酰氨基胺必须满足在纯度和缩聚程度方面非常特定的标准以获得弹性体。

本申请人现已开发了可通过与使用脲作为反应物的方法相反的、易于应用并且不导致氨的释放的方法获得的新型超分子材料。与以上文献中描述的那些相反，这些材料含有具有特殊树枝状结构的分子，取决于用于所述材料的合成的反应物的比例，所述具有特殊树枝状结构的分子可赋予所述材料非常不同的性质。因而，取决于起始化合物中存在的反应性官能团的数量和在合成的第一步骤结束时残留的反应性官能团的数量(所述数量可通过起始原料的选择和通过使用适当的化学计量比容易地调节)，我们可通过选择并且以受控方式获得半结晶或无定形固体、粘弹性液体或任选地为热塑性的弹性体材料。更确切地说，当单体的平均官能度不是非常高时，产生具有粘弹性行为并且可任选地具有半结晶或无定形固相的基本上线型分子，而当该官能度高时，则形成任选地含有不溶性部分且显示弹性体性质的网络。也可获得提供例如以下性质平衡的材料：自修复能力/抗蠕变性的平衡；或者流动性/抗撕裂性的平衡。

因而，特别可获得具有热塑性弹性体性质的材料，所述热塑性弹性体即如下材料，该材料在室温下能够经历单轴形变、有利地至少20％的单轴形变15分钟，然后一旦除去应力便恢复其初始尺寸，其永久应变小于其初始尺寸的5％，并且其可在高温下成型或重新成型。此外，已观察到该材料可为自愈性的，即，一经切开、撕裂或划破，便能够仅仅通过使破裂的表面恢复接触而修复它自己而不需要加热或者施加相当大的压力或者进行任何化学反应，由此修复的材料仍具有弹性体性质。

根据本发明的材料能够通过包括如下的方法获得：在第一步骤中，使含有高比例的至少三官能的分子的第一化合物与含有一个或多个缔合基团的第二化合物以容许第一化合物上剩余游离官能团的非化学计量比例反应以获得在第二步骤中与至少双官能的化合物反应的材料。