[发明专利]用于可固化组合物的具有聚硅氧烷结构单元的催化剂

说明书

本发明涉及一种反应产物，其具有至少一种脂肪族脒基或胍基和至少一种聚硅氧烷基团，和涉及其作为可固化组合物的交联的催化剂的用途，特别是基于含硅烷基团的聚合物的组合物。所述反应产物基本上无气味，不会发和很小毒性。其意外良好地促进这类组合物的交联，不损害其存储稳定性并且非常相容，由此这类组合物没有催化剂分离或迁移或蒸发的趋势。

技术领域

本发明涉及用于可固化组合物的脒和胍催化剂，尤其基于含有硅烷基团的聚合物的组合物。

现有技术

基于含硅烷基的聚合物的可固化组合物在许多工业应用中起到重要的作用，例如作为粘合剂、密封剂或涂料。含硅烷基团的聚合物在此特别为聚有机硅氧烷(其一般被称为“硅酮”或“硅橡胶”)和含硅烷基团的有机聚合物(其也被称为“硅烷官能聚合物”、“硅烷改性聚合物”(SMP)或“硅烷封端聚合物”(STP))。它们通过硅烷基的交联反应而固化，所述硅烷基在水分的影响下水解、作为硅烷醇基彼此缩合并且由此形成硅氧烷键。经常使用催化剂加速固化。催化剂经常是毒理学有害物质，其特别是在组合物固化之后，当催化剂或其分解产物通过除气、迁移或清洗释放时对加工者和环境造成潜在危害。

常规使用的交联催化剂是有机锡化合物，特别是羧酸二烷基锡(IV)。这些因对硅烷醇缩合具有非常高的活性而著称，并且是非常耐水解的；但是它们对健康有害并且是严重的水污染危害。它们通常与另外的催化剂组合，主要是与碱性化合物，例如特别是胺，其尤其会促进硅烷基的在先水解。

由于专业协会和消费者更注重EHS方面以及更苛刻的国家法规，长期以来越来越致力于用其它低毒性催化剂代替有机锡化合物。因此有机钛酸盐、有机锆酸盐和有机铝酸盐被描述为替代性的金属催化剂。但是其在硅烷醇缩合方面大多具有低催化活性并且造成明显更慢的交联。由于其缺乏水解稳定性，其在组合物的储存时可能由于内容物的残余水分而损失其大部分活性，因此固化明显减慢或完全停止。

有机锡化合物的另一种已知的替代品是脒和胍类别的强碱性含氮化合物，其可以连同上述金属催化剂一起使用或单独使用。然而许多常见的脒催化剂或胍催化剂(例如特别是1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和1,1,3,3-四甲基胍(TMG))是易挥发的并且具有强烈气味以及同样是有害健康和危害环境的物质。此外由于在组合物中较低的相容性，其倾向于造成迁移并因此造成分离、渗出或基材污染。在室温下为固体的芳族脒和胍的所述应用在此提供补救，但是需要使用合适的溶剂并且造成催化活性和交联速度的损失。

发明概述

因此，本发明的目的在于提供用于交联可固化组合物的催化剂，尤其是基于含有硅烷基团的聚合物的组合物，其具有高催化活性并且因此使得所施用的组合物快速固化，并且还具有高选择性和因此不会不适当地损害组合物的储存稳定性。此外，催化剂应该具有低蒸气压和与这种组合物的高相容性，使得它不具有分离或迁移以及蒸发的趋势，并且具有最小的气味和极低毒性。

该目的通过如权利要求1中所述的反应产物实现。该反应产物具有至少一种脂肪族脒或胍基团和聚硅氧烷基团。它在室温下为液体，并且因此即使没有溶剂也易于加工，具有极低的蒸气压，并且完全无气味且基本无毒。当用作催化剂时，该反应产物在交联硅烷基团方面展现出令人惊讶的高活性和良好的选择性。此外，其令人惊讶地与极性聚合物如聚醚或聚氨酯和非极性聚合物如硅酮具有良好的相容性，并且既不显示分离也不显示迁移。

具有这些性质，该反应产物就特别适合作为用于交联基于含有硅烷基团的聚合物的组合物的催化剂，其中作为唯一的催化剂或与其他催化剂组合，没有令人不快的气味散发，其能够快速固化得到机械性能高和耐用的材料，而不会损害未固化组合物的储存性。在固化之前和之后，它与组合物具有优异的相容性并且不具有任何分离或迁移的趋势，与现有技术中常常具有不足的相容性并因此导致不希望的迁移的许多脒或胍催化剂相反。反应产物能够获得既不具有油腻和发粘的表面，也不会造成基材污染的低排放和低气味产品。最后，该反应产物可以在没有助剂的情况下以令人惊讶的简单和快速的方法制备，并且可以从常规廉价的起始材料加工或纯化。