專利名稱：用于交聯(lián)官能硅烷或官能硅氧烷，特別用于交聯(lián)官能硅烷或官能硅氧烷與基材的新型催化劑的制作方法
用于交聯(lián)官能硅烷或官能硅氧烷，特別用于交聯(lián)官能硅烷 或官能硅氧烷與基材的新型催化劑本發(fā)明涉及有機(jī)官能羧基化合物作為硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑 的用途，其中本發(fā)明的羧基化合物是有機(jī)酸，優(yōu)選具有4-46個碳原子的有機(jī)羧酸，實(shí)例是 脂肪酸，或有機(jī)酸的含硅前體化合物，^!-羧基硅烷“爐-⑴⑴⑴“-；丨！^仏),，α-Si-氧基 羰基-R3)，或有機(jī)酸的不含硅前體化合物。術(shù)語有機(jī)酸前體化合物理解為酯、內(nèi)酯、酸酐、 和有機(jī)陽離子的鹽。本發(fā)明還涉及至少一種有機(jī)官能羧基化合物用于基材的表面改性的用 途，涉及以其改性的基材，以及涉及用于制造所述基材的套件。當(dāng)前的許多應(yīng)用使用包含錫的催化劑體系或者由于催化劑的毒性而省略使用催 化劑。有機(jī)錫化合物的一般性特征是顯著的毒性，例如二丁基錫化合物。迄今用于制造可水分交聯(lián)的填充和非填充的聚合物配混物(特別是聚乙烯(PE) 和其共聚物)，用于交聯(lián)硅烷接枝的或硅烷共聚的聚乙烯或其它聚合物而使用的硅烷醇縮 合催化劑的實(shí)例是有機(jī)錫化合物或芳族磺酸(Borealis Ambicat )。有機(jī)錫化合物的缺點(diǎn) 是它們顯著的毒性，而磺酸由于它們的刺激臭味而引人注目，其貫穿所有的工藝階段延續(xù) 并進(jìn)入最終產(chǎn)品中。通過磺酸交聯(lián)的聚合物配混物由于反應(yīng)引起的副產(chǎn)物而通常不適合在 食品領(lǐng)域或飲用水供應(yīng)領(lǐng)域中使用，例如用于制造飲水管道。二月桂酸二丁錫(DBTDL)和 二月桂酸二辛基錫(DOTL)是常規(guī)的基于錫的硅烷醇縮合催化劑，并且經(jīng)由它們的配位層 充當(dāng)催化劑。EP 207627公開了另外的包含錫的催化劑體系和利用了它們的基于二丁基錫氧化 物與乙烯-丙烯酸共聚物反應(yīng)的改性的共聚物。JP 58013613使用Sn(乙?；?2作為催化 劑，和JP 05162237教導(dǎo)使用帶有鍵合的烴基的錫、鋅或鈷羧酸鹽作為硅烷醇縮合催化劑， 例如馬來酸二辛基錫、一丁基錫氧化物、二甲氧基丁基錫或二乙酸二丁基錫。JP 3656545使 用鋅和鋁皂用于交聯(lián)，實(shí)例為辛酸鋅和月桂酸鋁。JP 1042509同樣公開了使用有機(jī)錫化合 物用于硅烷交聯(lián)，而且公開了基于鈦螯合化合物的烷基鈦酸酯。聚氨酯也在JP 2007045980中的含金屬催化劑存在下交聯(lián)。在該文獻(xiàn)中提及的催 化劑體系由與金屬例如鈷的β-雙酮絡(luò)合物和叔胺和酸組成。官能性三氯硅烷的脂肪酸反應(yīng)產(chǎn)物自20世紀(jì)60年代起已經(jīng)是普遍已知的，特別 是作為潤滑劑添加劑。DE 2Μ4125公開了使用二甲基二羧基硅烷作為磁帶涂層中的潤滑劑 添加劑。所述化合物在沒有強(qiáng)酸和堿的情況下對水解具有足夠抵抗性。本發(fā)明的目的是開發(fā)出新型硅烷水解催化劑和/或新型硅烷醇縮合催化劑，其中 這些不具有現(xiàn)有技術(shù)已知催化劑的上述缺點(diǎn)，并且其優(yōu)選用有機(jī)官能硅烷，和/或用有機(jī) 官能硅氧烷，或者用硅烷接枝的或硅烷共聚的聚合物、單體或預(yù)聚物均化或分散。優(yōu)選所述 硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑是液體或蠟狀到固體的，和/或已經(jīng)包封或施加 于載體材料。所述目的通過在本發(fā)明中對應(yīng)于權(quán)利要求1和2的特征的用途實(shí)現(xiàn)，并且還通過 權(quán)利要求7所述的基材實(shí)現(xiàn)，并且還通過權(quán)利要求12所述的套件實(shí)現(xiàn)，并且還通過權(quán)利要 求13所述的方法和權(quán)利要求15所述的組合物實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還提供了硅烷封端的、特別是不含金屬的、聚氨酯。從屬權(quán)利要求和說明書提供了優(yōu)選實(shí)施方案。預(yù)料不到地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)羧基化合物，特別是具有4-46個碳原子的有機(jī)羧酸，實(shí)例 是脂肪酸，或有機(jī)酸的含硅前體化合物，特別是長鏈羧酸的那些，或相應(yīng)的有機(jī)酸的不含硅 前體化合物，實(shí)例是有機(jī)官能鹽或酸酐，可以用作硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化 劑。特別令人驚訝的是有機(jī)酸的含硅前體化合物可以用作硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮 合催化劑，特別是作為用于有機(jī)官能硅烷或低聚有機(jī)官能硅氧烷水解的催化劑，并且還作 為用于交聯(lián)或縮合硅烷醇或硅氧烷或與基材的能夠縮合的其它官能團(tuán)(例如與羥基官能化 的硅化合物或羥基官能化的基材(HO-Si或HO基材))的催化劑。當(dāng)利用本發(fā)明的羧基化合物，特別是脂肪酸和/或有機(jī)酸的含硅前體化合物，特 別是脂肪酸，催化的體系與利用例如HCl或乙酸的標(biāo)準(zhǔn)體系相比較時，它們具有更長的存 放時間，并且所述體系還具有顯著改善的保存期限。當(dāng)本發(fā)明的涂覆的填料與非催化的體系相比較時，它們呈現(xiàn)更快的硬化，以及更 短的后反應(yīng)時間。本發(fā)明中羧基化合物的用途因此能夠在涂覆的基材(特別是填料，例如阻 燃性填料)制造期間提高生產(chǎn)量。該措施使得制造明顯地更加成本有效。對前體化合物的一般要求是其為可水解的(特別是在水分存在下可水解)，并能夠 因此釋放游離有機(jī)酸，特別是在各種方法的給定工藝條件下。根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)酸的含硅前 體化合物是能在供熱，優(yōu)選在熔化狀態(tài)，在水分存在下水解的，并且至少部分或完全釋放有 機(jī)酸。本發(fā)明使用至少一種有機(jī)官能羧基化合物作為硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮 合催化劑，和/或用于基材(特別是具有能夠縮合或反應(yīng)的官能團(tuán)的基材，實(shí)例是HO-官能 化的基材，硅酸鹽，鈍化金屬，氧化物化合物，沸石，花崗巖，石英，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟 知的其它基材)的表面改性。根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)酸的羧基化合物是具有4-46個碳原子的羧酸，實(shí)例是不飽和 的、或者單或多不飽和的脂肪酸，合成或天然的，其還能夠另外官能化，或有機(jī)酸的含硅前 體化合物，實(shí)例是單、二、三或四α-羧基硅烷，其能夠因此釋放根據(jù)如上定義的酸，或有機(jī) 酸前體化合物，例如所述酸的酯、內(nèi)酯、酸酐、或有機(jī)化合物的鹽，例如相應(yīng)酸的有機(jī)陽離 子，或者銨或亞胺働鹽，或相應(yīng)地質(zhì)子化的仲或叔胺或含N的雜環(huán)，其中這些能夠分散在硅 烷或硅氧烷中。釋放的酸對應(yīng)于上述定義的具有4-46個碳原子，優(yōu)選具有8-22個碳原子 的羧酸。根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)官能羧基化合物選自 b. 1)通式IVa的有機(jī)酸的含硅前體化合物， (A)zSiR2x (OR1)4-Z-X(IVa)
(R1O) 3_y_u (R2) u (A) ySi-A - Si (A) y (R2) u(OR1) 3_y_u(IVb)
- 其中，相互獨(dú)立地，ζ是0、1、2或3，χ是0、1、2或3，y是0、1、2或3，和u是0、1、2 或3，前提條件是在式IVa中z+x小于或等于(≤)3，和在式IVb中y+u獨(dú)立地為小于或等 于(≤)2，
-A在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)，和在通式IVb中二價殘基 形式的A是二價有機(jī)官能團(tuán)，
-R1相互獨(dú)立地對應(yīng)于羰基-R3基團(tuán)，其中R3對應(yīng)于具有1-45個碳原子的殘基，特別是到飽和或不飽和的烴殘基(KW殘基)，其能夠是未取代或取代的殘基， -R2相互獨(dú)立地是烴基團(tuán)，和/或 b. 2)有機(jī)酸，其選自 iii.a) 包含4-45個碳原子的羧酸， iii. b)飽和和/或不飽和的脂肪酸，和/或 iii. c)天然或合成的氨基酸，和/或 b. 3)有機(jī)酸的不含硅前體化合物，
特別是酸酐，酯，內(nèi)酯，或有機(jī)陽離子的鹽，或天然或合成的甘油三酯和/或磷酸甘油
和，在如下物質(zhì)存在下至少一種有機(jī)官能化的硅烷，特別是烷氧基硅烷；和/或至少 一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低聚有機(jī)官能化硅氧烷，和/或它們的混合物，和/ 或縮合物和，任選地，在基材存在下，
-充當(dāng)硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑，和/或作為催化劑用于基材的表面 改性或在其表面改性期間使用。優(yōu)選在通式IVa中，z=l和X=O或Z=O和X=I (對于三羧基硅烷)和/或?qū)τ谒聂?基硅烷z=0和x=0，或?qū)τ诙然柰閦=l和x=l。備選優(yōu)選能夠是z=2。A(b. 1)有機(jī)酸的含硅前體化合物不是末端羧基硅烷化合物并且根據(jù)本發(fā)明是通 式IVa的化合物，
(A)zSiR2x (OR1)4-Z-X(IVa)
(R1O) 3_y_u (R2) u (A) ySi-A - Si (A) y (R2) u(OR1) 3_y_u(IVb)
-其中，相互獨(dú)立地，ζ是0、1、2或3，χ是0、1、2或3，y是0、1、2或3和u是0、1、2 或3，前提條件是在式IVa中z+x小于或等于(彡)3和在式IVb中y+u獨(dú)立地為小于或等 于(2，其中，在一個實(shí)施方案中，ζ優(yōu)選為1并且能夠有利地還是2或3，和在另一優(yōu)選 實(shí)施方案中ζ是0 (對于四α-羧基硅烷)，以及，對于式IVb的相應(yīng)化合物，y和u能夠都 是0 (對于雙(三α-羧基二硅烷))，
-A在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)，和在式IVb中二價殘基形 式的A是二價有機(jī)官能團(tuán)，
-有機(jī)官能團(tuán)形式的A能夠優(yōu)選在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地對應(yīng)于烷基_， 烯基_，芳基_，環(huán)氧基_，二羥基烷基_，氨基烷基_，聚烷基二醇烷基_，鹵代烷基_，巰基 烷基_，硫烷烷基_，脲基烷基_，和/或丙烯酰氧基烷基-官能團(tuán)，特別是對應(yīng)于具有1-18 個碳原子的直鏈、支鏈和/或環(huán)狀的烷基殘基，和/或具有1-18個碳原子的直鏈、支鏈和 /或環(huán)狀的烷氧基，烷氧基烷基，芳烷基，氨基烷基，商代烷基，聚醚，烯基，炔基，環(huán)氧基， 甲基丙烯酰氧基烷基，和/或丙烯酰氧基烷基基團(tuán)，和/或具有6-12個碳原子的芳基， 和/或具有1-18個碳原子的脲基烷基，巰基烷基，氰基烷基，和/或異氰基烷基基團(tuán)，和 A 能夠特別是對應(yīng)于下式的聚醚H3C-(O-CH2-CH2-)n0-CH2-，H3C-(O-CH2-CH2-CH2-)n0_CH2-， H3C-(O-CH2-CH2-CH2-CH2-) n0-CH2-，H3C-(O-CH2-CH2-) n0_，H3C- (O-CH2-CH2-CH2-) n0-和 / 或 H3C- (O-CH2-CH2-CH2-CH2-)n0-，其中具有 1-300 的鏈長n，特別是 1-180，優(yōu)選 1-100，和 / 或具 有1-18個碳原子的異烷基基團(tuán)，具有1到18個碳原子的環(huán)烷基基團(tuán)，實(shí)例是環(huán)己基基團(tuán)， 3-甲基丙烯酰氧基丙基基團(tuán)，3-丙烯酰氧基丙基基團(tuán)，甲氧基，或乙氧基，或丙氧基基團(tuán)，或氟烷基基團(tuán)，乙烯基，3-縮水甘油基氧丙基基團(tuán)，和/或烯丙基，和/或 A還能夠?qū)?yīng)于
1)一價烯烴基團(tuán)，特定實(shí)例是-(R9)2C=C(R9)-M\-，其中R9相同或不同，和R9是氫原 子或甲基，或苯基，基團(tuán) M* 代表選自-CH2-, -(CH2)2-, -(CH2)3-, -0(0)C(CH2)3-或-C(O) O-(CH2)3-的基團(tuán)，k是0或1，實(shí)例是乙烯基，烯丙基，3-甲基丙烯酰氧基丙基，和/或丙烯 酰氧基丙基，正3-戊烯基，正4- 丁烯基，或異戊二烯基，3-戊烯基，己烯基，環(huán)己烯基，萜烯 基，角鯊?fù)榛酋徬┗?，聚萜烯基，Betulaprenoxy，順式/反式聚異戊二烯基，或
-包含R8-Fg- [C (R8) =C (R8) -C (R8) =C (R8) ] r-Fg-,其中R8相同或不同和R6是氫原子或烷 基(具有1-3個碳原子)，或芳基，或芳烷基，優(yōu)選甲基或苯基，基團(tuán)F相同或不同，和F是選 自-CH2-, - (CH2) 2_，- (CH2) 3", -0 (0) C (CH2) 3_，或-C (0) 0- (CH2) 3_ 的基團(tuán)，r 是 1-100，特別是 1或2，和g是0或1，
-和，在式IVb中，二價殘基形式的A能夠是在式IVb中的烯烴殘基，實(shí)例是相應(yīng)的亞 烯基，例如2-亞戊烯基，1，3-亞丁二烯基，異-3-亞丁烯基，亞戊烯基，亞己烯基，亞己二烯 基，亞環(huán)己烯基，亞萜烯基，亞角鯊?fù)榛?，亞角鯊烯基，亞聚萜烯基，或順?反式亞聚異戊 二烯基，和/或
2)A能夠相互獨(dú)立地在IVa和IVb兩者中是一價氨基官能殘基或在IVb中二價氨基官 能殘基，并且A特別地能夠?qū)?yīng)于下式的氨基丙基官能團(tuán)
-(CH2)3-NH2, - (CH2)3-NHR', - (CH2)3-NH(CH2)2-NH2 禾口 / 或-(CH2)3-NH(CH2)2-NH(CH2)2-NH2，其中R’是具有1_18個碳原子的直鏈、支鏈或環(huán)狀的烷 基，或具有6-12個碳原子的芳基，
-A能夠?qū)?yīng)于通式Va或Vb的以下氨基官能團(tuán)之一 R10h*NH(2_w) [ (CH2) h (NH) ] j [ (CH2) x (NH) ] n- (CH2) k-(Va)
其中 0 彡 h 彡 6; 11* = 0，1或2，」=0，1 或 2; 0 彡 1 彡 6; η = 0，1，或 2; 在Va中0彡k彡6，和Rltl對應(yīng)于芐基，芳基，乙烯基，或甲?；鶜埢?或?qū)?yīng)于具 有1-8個碳原子的直鏈、支鏈和/或環(huán)狀的烷基殘基，和/或 [NH2(CH2)J2N(CH2)p- (Vb) 其中在Vb中0彡m彡6和0彡ρ彡6。- A在IVb中能夠?qū)?yīng)于式VI的二價雙氨基官能團(tuán)， -(CH2)「[NH (CH2) f] gNH [ (CH2) f*NH] g*_ (CH2)(Vc)
其中，在式Vc中，i，i*，f，f*，g，和g*相同或不同，其中i和/或i*=0-8，f和/或 f*=l、2 或 3，和 g 和 / 或 g*=0，l，或 2，和
3)A能夠?qū)?yīng)于環(huán)氧基殘基和/或醚殘基，特別地對應(yīng)于
3-環(huán)氧丙氧基烷基，3-環(huán)氧丙氧基丙基，環(huán)氧烷基，環(huán)氧環(huán)烷基，環(huán)氧環(huán)己基，或聚烷 基二醇烷基殘基，或?qū)?yīng)于聚烷二醇-3-丙基殘基，或?qū)?yīng)于對應(yīng)開環(huán)的環(huán)氧化物，其采取 二醇的形式。4)A能夠?qū)?yīng)于鹵代烷基殘基，實(shí)例是R8*-Ym#-(CH2)s _，其中R8*對應(yīng)于單、寡或全 氟化的烷基殘基(具有1-9個碳原子)，或?qū)?yīng)于單、寡或全氟化的芳基殘基，其中另外Y對 應(yīng)于CH2, 0，芳基，或S殘基，和m*=0或1，和s*=0或2，和/或
5)A能夠?qū)?yīng)于硫烷烷基殘基，其中硫烷烷基殘基對應(yīng)于通式VII :-(CH2)^-X-(CH2),，其中q*=l、2或3，X=Sp，其中ρ的平均值對應(yīng)于2或2. 18或?qū)?yīng)于4或3. 8，其中2_12 個硫原子分布在鏈內(nèi)，和/或
6) A能夠是聚合物，特別是硅烷-封端的聚氨酯預(yù)聚物-NH-CO-nBuN- (CH2) 3_ ；聚乙烯聚 合物，聚丙烯聚合物，環(huán)氧樹脂，或?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任何其它聚合物。殘基R1在所述式IVa和/或IVb中能夠相互獨(dú)立地對應(yīng)于羰基-R3基團(tuán)，其中R3 對應(yīng)于具有1-45個碳原子的殘基，特別是對應(yīng)于飽和或不飽和的烴殘基(KW殘基)，其能夠 是未取代或取代的殘基，和
R1優(yōu)選在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地對應(yīng)于羰基-R3基團(tuán)，即對應(yīng)于-(CO)R3基 團(tuán)(-(C=O)-R3),結(jié)果-OR1是-O(CO)R3,其中R3對應(yīng)于未取代或取代的烴殘基(KW殘基)， 特別是具有1-45個碳原子，優(yōu)選具有4-45個碳原子，特別是具有6-45個碳原子，優(yōu)選具有 6-22個碳原子，特別優(yōu)選具有6-14個碳原子，優(yōu)選具有8-13個碳原子，和特別是對應(yīng)于直 鏈、支鏈和/或環(huán)狀的未取代和/或取代的烴殘基，特別優(yōu)選對應(yīng)于天然或合成脂肪酸的 烴殘基，和R3在R1中特別地相互獨(dú)立地是飽和KW殘基-CnH2n+1，其中n=4-45，實(shí)例是-C4H 9，"C5H11J "C6H13 _C7H15J -C8H17J _C9H19J "C10H21J-C11H23 "C12 5' "C13H27 "C14H29 "C15H31J-C16H33 "C17H35 _ C18H37，"C19H39 "C20H41 "C21H43 "C22H45 "C23H47 "C24H49 "C25H51 "C26H53 "C27H55 "C28H57 "C29H59 或者優(yōu)選不飽和 KW 殘基，例如-CltlH19，-C15H29, -C17H33, -C17H33, -C19H37, -C21H41,-C21H41,-C21H41,-C23H45，-C17H31, -C17H29, -C17H29, -C19H31, -C19H29, -C21H33 和 / 或 _C21^。短鏈的 KW 殘基 R3，實(shí)例 是-C4H9，-C3H7, -C2H5，-CH3 (乙?；?，和/或R3=H(甲?；?，能夠同樣在所述組合物中使 用。但是，由于所述KW殘基具有低疏水性，通常使用其中R1是羰基-R3基團(tuán)的式IVa和/ 或IVb的化合物，選自其中R3具有含4至45個碳原子，特別地含6至22個碳原子，優(yōu)選含 8至22個碳原子，特別優(yōu)選含6至14個碳原子，或優(yōu)選含8至13個碳原子的未取代或取代 烴殘基的組。根據(jù)本發(fā)明使用脂肪酸，實(shí)例是辛酸，油酸，月桂酸，癸酸，硬脂酸，棕櫚酸，山 崳酸，和/或肉豆蔻酸，和在本文中特別優(yōu)選的脂肪酸選自辛酸，月桂酸，癸酸，山崳酸，和/ 或肉豆蔻酸。R2在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是烴基團(tuán)，特別地取代或未取代的直鏈、支鏈 和/或環(huán)狀的烷基，烯基，烷芳基，烯基芳基，和/或芳基，所述基團(tuán)具有1- 個碳原子，優(yōu) 選具有1-18個碳原子；特別地在烷基的情況下具有1-3個碳原子。特別合適的烷基是乙基、 正丙基和/或異丙基。特別適合的取代烴是鹵代烴，實(shí)例是3-鹵代丙基基團(tuán)，例如3-氯丙 基或3-溴丙基基團(tuán)，其中這些基團(tuán)任選易于親核取代，或者是能夠在PVC中使用的基團(tuán)。因此優(yōu)選的是還可使用通式IVa和/或IVb的有機(jī)酸的含硅前體化合物，其對應(yīng) 于烷基-取代的二或三羧基硅烷，其中Z=O和x=l或2。這些的實(shí)例是甲基_，二甲基_，乙 基-，或甲基乙基-取代的羧基硅烷，其基于辛酸，癸酸，肉豆蔻酸，硬脂酸，棕櫚酸，山崳酸， 油酸，或月桂酸，優(yōu)選基于肉豆蔻酸。術(shù)語羰基-R3基團(tuán)是指有機(jī)羧酸的酸殘基，如在R3-(CO)-中的，其中形式為對應(yīng) 于所述通式的羧基的這些鍵接至Si-OR1硅，如上所述。一般地說，式I和/或II的酸殘 基能夠從天然存在或合成的脂肪酸獲得，實(shí)例是以下飽和脂肪酸戊酸(戊酸，R3=C4H9),己 酸(己酸，R3=C5H11)，庚酸(庚酸，R3=C6H13)，辛酸(辛酸，R3=C7H15)，壬酸(壬酸 R3=C8H17)， 癸酸(癸酸，R3=C9H19)，月桂酸(十二酸 R3=C9H19)，-i^一酸(R3=C10H23)，十三酸(R3=C12H25)，肉 豆蔻酸(十四酸，R3=C13H27)，十五酸(R3=C14H29)，棕櫚酸(十六酸，R3=C15H31)，十七酸(十七酸，R3=C16H33)，硬脂酸(十八酸，R3=C17H35)，十九酸(R3=C18H37)，花生酸(花生酸/ 二十酸， R3=C19H39)，山崳酸(二十二酸，R3=C21H43)，木蠟酸(二十四酸，R3=C23H47)，蠟酸(二十六酸， R3=C25H51)，褐煤酸(二十八酸，R3=C27H55)，和/或蜂花酸(三十酸，R3=C29H59)，以及短-鏈不 飽和脂肪酸，例如戊酸(戊酸，R3=C4H9)，丁酸(丁酸，R3=C3H7)，丙酸(丙酸，R3=C2H5)，乙酸 (R3=CH3)，和/或甲酸(R3=H)，并且可以用作另外純粹有機(jī)的硅烷水解催化劑和/或硅烷醇 縮合催化劑的式IVa和/或IVb的含硅前體化合物。但是，在式IVa和/或IVb中優(yōu)選使用這樣的的脂肪酸，其具有疏水性KW殘基(其 中這些足夠疏水或親脂)，或者在有機(jī)官能硅烷或有機(jī)官能硅氧烷或任選地在一種或兩者 化合物的混合物中，以及任選地在基材存在下，可適當(dāng)?shù)亟?jīng)分散或均化，并且在釋放后沒有 不良?xì)馕?，并且不從制得的基材或聚合物滲出。如果所述酸可任選地與基材和任選地與聚 合物或用單體或預(yù)聚物均化或分散在硅烷、硅氧烷和/或混合物中，KW殘基是足夠疏水的。在所述式IVa和/或IVb中的優(yōu)選酸殘基來源于以下酸實(shí)例是癸酸，辛酸，硬脂 酸，棕櫚酸，油酸，月桂酸，和肉豆蔻酸；還可以使用山崳酸，但肉豆蔻酸是優(yōu)選的。同樣優(yōu)選可以使反應(yīng)天然存在或合成的不飽和脂肪酸反應(yīng)以產(chǎn)生式IVa和/或 IVb的前體化合物。它們能夠同時實(shí)現(xiàn)兩種功能，首先充當(dāng)硅烷水解催化劑和/或作為硅 烷醇縮合催化劑，并且由于它們的不飽和烴殘基而直接參與可能需要的特別是離子或自 由基聚合反應(yīng)。優(yōu)選的不飽和脂肪酸是山梨酸(R3=C5H7),十一烯酸(R3=CltlH19),棕櫚油酸 (R3=C15H29)，油酸(R3=C17H33)，反油酸(R3=C17H33)，11_ 十八碳烯酸(R3=C19H37)，二十碳烯酸 (R3=C21H41),鯨蠟烯酸(R3=C21H41),芥酸(R3=C21H41),神經(jīng)酸(R3=C23H45)，亞油酸(R3=C17H31), α -亞麻酸(R3=C17H29)，Y -亞麻酸(R3=C17H29)，花生四烯酸(R3=C19H31)，二十碳五烯酸 (R3=C19H29)，鰷魚酸(R3=C21H33)，蓖麻油酸(12-羥基-9-十八碳烯酸(R3=C17H33)，和/或 二十二碳六烯酸(Cervonsaure) (R3=C21H31)。特別優(yōu)選包含至少一個油酸(R3=C17H33)殘基的 式IVa和/或IVb的前體化合物。自其能夠制造具有R3-COO或R1O的式IVa和/或IVb的前體化合物其它合乎目 的的酸是戊二酸或乳酸(R1是(CH3) (HO)CH-)、或檸檬酸(R1是HOOCCH2C (COOH) (OH)CH2-)、 枕酸甲酯(Vulpindure)、對苯二甲酸、葡糖酸和己二酸，其中還可能的是全部羧基都已經(jīng) Si-官能化，苯甲酸(R1是苯基)或煙酸(維生素B3或B5)。但是，還可以使用天然或合成 的氨基酸，以這樣的方式以致R1對應(yīng)于適當(dāng)?shù)臍埢缪苌陨彼?、L-精氨酸、L-組氨 酸、L-苯丙氨酸或L-亮氨酸的那些，其中可優(yōu)選使用L-亮氨酸。相應(yīng)地還可以使用對應(yīng) 的D-氨基酸或L-和D-氨基酸的混合物，或酸例如D [ (CH2) d) C00H] 3，其中D=N，P，和d獨(dú)立 地=1-12，優(yōu)選1，2，3，4，5，或6，其中每個羧酸官能團(tuán)的羥基能夠獨(dú)立地已經(jīng)Si-官能化。因此還可以使用基于所述酸殘基的相應(yīng)的式IVa和/或IVb的化合物作為硅烷水 解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑。有機(jī)酸的含硅前體化合物特別地以水解形式是作為硅烷水解催化劑和/或硅烷 縮合催化劑通過釋放出有機(jī)酸呈活性，并且還自身為水解或非水解形式，能夠在有機(jī)官能 殘基反應(yīng)，因此實(shí)例可以是仲胺與聚氨酯預(yù)聚物反應(yīng)，接枝在聚合物上，和/或與預(yù)聚物或 基礎(chǔ)聚合物共聚，或適用于交聯(lián)，例如粘附促進(jìn)劑的形式。在水解形式下，形成的硅烷醇化 合物有助于通過在縮合反應(yīng)期間生成的Si-O-Si硅氧烷橋連和/或Si-O基材或分別地載 體材料鍵接交聯(lián)。所述交聯(lián)能夠使用其它硅烷醇、硅氧烷，或通常能夠使用適用于交聯(lián)反應(yīng)并且在基材、填料和/或載體材料、和/或構(gòu)造元件，特別地在無機(jī)基底上，例如砂漿，瓷磚， 混凝土，鋁酸鹽，硅酸鹽，金屬，金屬合金，以及為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知并且是氧化物的和 /或具有羥基的其它基材上存在的官能團(tuán)。優(yōu)選填料和/或載體材料因此是氫氧化鋁，氫氧化鎂，熱解二氧化硅，沉淀二氧化 硅，硅酸鹽，以及在在下文中提及的其它填料和載體材料。非常特別優(yōu)選的前體化合物是有機(jī)官能A-硅烷三肉豆蔻酸酯，A-硅烷三辛酸酯， A-硅烷三癸酸酯，A-硅烷三油酸酯，或A-硅烷三月桂酸酯，其中A如以上定義，乙烯基硅 烷三肉豆蔻酸酯，乙烯基硅烷三月桂酸酯，乙烯基硅烷三癸酸酯，以及相應(yīng)的烷基硅烷化合 物，或者上述酸的氨基-官能硅烷化合物，和/或硅烷四羧酸酯Si (OR1) 4，實(shí)例是硅烷四肉 豆蔻酸酯，硅烷四月桂酸酯，硅烷四癸酸酯，和這些化合物的混合物。R2在IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是烴基團(tuán)，和R2優(yōu)選甲基，乙基，異丙基和/或 正丙基，或者辛基基團(tuán)。羧基硅烷的制造早已為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。作為例子，US 4，028，391公開了它 們的制造方法，其中氯硅烷與脂肪酸在戊烷中反應(yīng)。US 2，537，073公開了另一方法。例如， 酸能夠在非極性溶劑例如戊烷中與三氯硅烷或與官能化的三氯硅烷在回流下一起直接加 熱，從而產(chǎn)生羧基硅烷。為了制造四羧基硅烷，例如使四氯化硅與相應(yīng)的酸在適當(dāng)溶劑中反 應(yīng)(Zeitschrift fur Chemie (1963)，3(12)，475-6)。其它方法涉及酸的鹽或酐與四氯 化硅或與官能化的三氯硅烷反應(yīng)。例如，官能化三氯硅烷能夠與有機(jī)酸的鎂鹽反應(yīng)。羧酸 的酯交換是另一可能性。根據(jù)另一備選方案，本發(fā)明的氨基-官能硅烷三羧酸酯能夠通過3-鹵代丙基硅烷 三羧酸酯與氨、乙二胺或其它伯和/或仲烷基胺反應(yīng)而制造。以該方式能夠制造氨基-官 能三羧基硅烷或者二氨基官能三羧基硅烷。術(shù)語有機(jī)酸是指沒有硫酸根基團(tuán)或磺酸基的羧酸，特別地是對應(yīng)于R3-COOH的 有機(jī)酸；術(shù)語不含硅的前體化合物還能包括所述有機(jī)酸的酸酐，酯，或鹽，特別地有機(jī)陽離 子鹽，和它們特別優(yōu)選具有長鏈，非極性，特別是取代或未取代的烴殘基，其中烴殘基能夠 是飽和或不飽和的，和例如R3能夠具有1-45個碳原子和，任選地，能夠具有另外的有機(jī)基 團(tuán)，其中排除掉磺酸基和硫酸根基團(tuán)。R3優(yōu)選是烴殘基，具有1-45個碳原子，特別地具有 4-45個碳原子，優(yōu)選具有8-45個碳原子，特別優(yōu)選具有6-22個碳原子，優(yōu)選具有8_22個 碳原子，特別優(yōu)選具有6-14個碳原子，特別優(yōu)選其中R3是8-13個碳原子，其中特別優(yōu)選 R3是11-13個碳原子，在本文中實(shí)例是月桂酸或肉豆蔻酸；或氫(R3)和至少一種羧酸基團(tuán) (COOH)。有機(jī)芳基磺酸，例如磺基鄰苯二甲酸，以及萘二磺酸，明確地從有機(jī)酸的定義排除。因而顯著優(yōu)選具有長鏈?zhǔn)杷詿N殘基的那些酸。所述酸還能夠充當(dāng)分散劑和/或 加工助劑。對含硅前體化合物的一般要求是其在工藝條件下是可水解的并且因此釋放游離 有機(jī)酸。優(yōu)選水解過程應(yīng)在工藝的交聯(lián)步驟中才發(fā)生，例如在施加到基材或結(jié)構(gòu)元件之后， 或者在成形過程之后，例如在加熱過程期間，在水分存在下發(fā)生，或者在成形過程之后利用 進(jìn)入水浴中發(fā)生，或者在成形過程之后，在水分存在下發(fā)生。合乎目的地，從不含硅的前體 化合物排除的化合物是在水解時產(chǎn)生無機(jī)和有機(jī)酸的那些。此處的無機(jī)酸并不包括硅烷
優(yōu)選的氨基-官能三羧基硅烷用肉豆蔻酸，月桂酸，辛酸，癸酸，油酸，硬脂酸，和/ 或棕櫚酸官能化。同樣優(yōu)選上述酸的烷基-官能或鹵素-官能三羧基硅烷。根據(jù)本發(fā)明使 用用肉豆蔻酸和用月桂酸官能化的α-羧基硅烷。根據(jù)本發(fā)明，b. 2)是選自以下的有機(jī)酸
iii. a)包含4-45個碳原子的羧酸，其中該定義可包括另外的官能團(tuán)， iii. b)飽和和/或不飽和的脂肪酸，和/或
iii. c) 天然或合成氨基酸，其中作為至少一種有機(jī)酸，iii. b)飽和和/或不飽 和的脂肪酸(天然或合成的)能夠是，例如飽和脂肪酸戊酸，己酸，庚酸，辛酸，壬酸， 癸酸，月桂酸，十一酸，十三酸，肉豆蔻酸，十五酸，棕櫚酸，十七酸，硬脂酸，十九酸，花生 酸，山崳酸，二十四酸，蠟酸，褐煤酸，蜂花酸，戊酸，丁酸，丙酸，乙酸，甲酸，i^一烯酸， 棕櫚油酸，油酸，反油酸，11-十八碳烯酸，二十碳烯酸，鯨蠟烯酸，芥酸，神經(jīng)酸，亞油 酸，α-亞麻酸，γ-亞麻酸，花生四烯酸，二十碳五烯酸，鰷魚酸，蓖麻油酸，二十四酸 (H3C-(CH2)22-COOH),蠟酸，乳酸，檸檬酸，苯甲酸，煙酸，花生四烯酸(5,8, 11，14-二十碳四 烯酸，C2tlH32O2)，芥酸(順式-13-芥酸，H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2) n-C00H)，葡糖酸，二十碳烯酸 (H3C- (CH2) 7-CH=CH- (CH2) 9_C00H)，蓖麻油酸(12-羥基-9-十八碳烯酸)，山梨酸(C6H8O2)，和 /或天然存在或者合成的氨基酸，例如色氨酸，L-精氨酸，L-組氨酸，L-苯丙氨酸，或L-亮 氨酸，其中L-亮氨酸是優(yōu)選的，二羧酸，例如己二酸，戊二酸，對苯二甲酸(苯-1，4-二甲 酸)，其中月桂酸和肉豆蔻酸是優(yōu)選的，或酸例如0[(012)(1)0)0!1]3，其中0=隊(duì)P，和n=l-12, 優(yōu)選 1，2，3，4，5，或 6。具有相對長的疏水烴殘基的酸(從戊酸開始)，并優(yōu)選癸酸、月桂酸和/或肉豆蔻 酸，通常非常適合作為硅烷醇縮合催化劑。疏水性較低的酸(實(shí)例是丙酸，乙酸，和甲酸)僅 僅被劃分為對于與基材、有機(jī)官能硅烷和/或有機(jī)官能硅烷反應(yīng)是合乎目的的。因此，具有 強(qiáng)烈氣味的脂肪酸，例如丁酸和辛酸也由于它們的刺激氣味而僅僅以合乎目的或不太適合 用于作為套件的組分或方法中。這在所制得硅氧烷、改性基材、聚合物或聚合物配混物直接 用于飲用水管道的制造，或用在食品領(lǐng)域中，或者用于與食物直接接觸的產(chǎn)品，或者由最終 消費(fèi)者直接利用時特別得以應(yīng)用。所制得硅氧烷或改性基材還能用于醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，用 于軟管等等。有機(jī)酸是沒有硫酸根基團(tuán)或磺酸基的羧酸，且特別地它們是對應(yīng)于R3-COOH的有 機(jī)酸；這些有機(jī)酸的酸酐、酯或鹽也能夠被視作不含硅的前體化合物，和它們特別優(yōu)選具有 長鏈、非極性的、特別地取代或未取代的烴殘基，其中所述烴殘基能夠是飽和或不飽和的， 例如其中R3是1到45個碳原子，特別地具有4到45個碳原子，優(yōu)選具有8到45個碳原子， 特別地具有6到22個碳原子，優(yōu)選具有8到22個碳原子，特別優(yōu)選具有6到14個碳原子， 特別優(yōu)選其中R3是8到13個碳原子，其中特別優(yōu)選R3是11到13個碳原子；這些材料的實(shí) 例是月桂酸或肉豆蔻酸；或氫(R3)和至少一種羧酸基團(tuán)(COOH)。明確從有機(jī)酸的定義排除 的材料是有機(jī)芳基磺酸，例如磺基鄰苯二甲酸，以及萘二磺酸。因而明顯優(yōu)選具有長鏈?zhǔn)杷詿N殘基的那些酸。這些酸還能夠充當(dāng)分散劑和/或 加工助劑。概括地，能夠以有機(jī)酸形式用作作為硅烷醇縮合催化劑的酸包括天然存在或合 成的脂肪酸，實(shí)例是以下飽和脂肪酸戊酸(戊酸，R3=C4H9)，己酸(己酸，R3=C5H11)，庚酸(庚 酸，R3=C6H13)，辛酸(辛酸，R3=C7H15)，壬酸(壬酸，R3=C8H17)，癸酸(癸酸，R3=C9H19)，-j^一酸(R3=C10H23)，十三酸(R3=C12H25)，月桂酸(十二酸，R3=C9H19)，肉豆蔻酸(十四酸，R3=C13H27)， 十五酸(R3=C14H29),棕櫚酸(十六酸，R3=C15H31),十七酸(十七酸，R3=C16H33),硬脂酸(十八 酸，R3=C17H35)，十九酸(R3=C18H37)，花生酸(花生酸/ 二十酸，R3=C19H39)，山崳酸(二十二 酸，R3=C21H43)，二十四酸(二十四酸，R3=C23H47)，蠟酸(蠟酸，R3=C25H51)，褐煤酸(二十八酸， R3=C27H55)，和/或蜂花酸(三十酸，R3=C29H59)，以及短鏈不飽和脂肪酸，例如戊酸(戊酸， R3=C4H9)，丁酸(丁酸，R3=C3H7)，丙酸(丙酸，R3=C2H5)，乙酸(R3=CH3)，和 / 或甲酸(R3=H)，其 中提及的短鏈不飽和脂肪酸并不適合作為分散劑和/或加工助劑并且因而能夠在優(yōu)選組 合物中省略。特別優(yōu)選的是月桂酸和/或肉豆蔻酸。類似地，優(yōu)選使用天然存在或合成的不飽和脂肪酸，其能夠?qū)崿F(xiàn)兩種功能，首先 充當(dāng)硅烷醇縮合催化劑，并且由于它們的不飽和烴殘基而能夠直接參與自由基聚合反 應(yīng)。優(yōu)選的不飽和脂肪酸是山梨酸(R3=C5H7)，i^一烯酸(R3=CltlH19),棕櫚油酸(R3=C15H29), 油酸(R3=C17H33)，反油酸(R3=C17H33)，11-十八碳烯酸(R3=C19H37)，二十碳烯酸(R3=C21H41 ； (H3C-(CH2)7-CH=CH-(CH2) 9-C00H))，鯨蠟烯酸(R3=C21H41)，芥酸(R3=C21H41 ；順式-13-芥 酸，H3C- (CH2) 7-CH=CH- (CH2) n-C00H)，神經(jīng)酸(R3=C23H45)，亞油酸(R3=C17H31)，α -亞麻酸 (R3=C17H29)，Y -亞麻酸(R3=C17H29)，花生四烯酸(R3=C19H31，5，8，11，14- 二 十碳四烯酸， C2tlH32O2), 二十碳五烯酸(R3=C19H29),鰷魚酸(R3=C21H33),蓖麻油酸(12-羥基-9-十八碳烯酸 (R3=C17H33O)，和 / 或二十二碳六烯酸(R3=C21H31)。其它合乎目的的酸是二十四酸(H3C-(CH2)22-COOH)，蠟酸，乳酸，檸檬酸，苯甲酸， 煙酸(維生素B3，BQ，葡糖酸或所述酸的混合物。但是，也可以使用天然或合成的氨基酸， 例如色氨酸，L-精氨酸，L-組氨酸，L-苯丙氨酸，或L-亮氨酸，其中L-亮氨酸是優(yōu)選的， 并且相應(yīng)地也可以使用相應(yīng)的D-氨基酸，或所述氨基酸的混合物，或二羧酸，例如己二酸， 戊二酸，對苯二甲酸(苯-1，4- 二甲酸)，或者酸例如D[ (CH2)d)C00H]3，其中D=N,和P，且 η=1-12，優(yōu)選 1，2，3，4，5，或6，和/或
3. b)包括有機(jī)酸的不含硅前體化合物，例如有機(jī)酸酐或酯，特別是上述酸的那些，或者 在脂肪和油中存在的天然或合成的甘油三酯，且特別是中性脂，和/或磷酸甘油酯，實(shí)例是 卵磷脂，磷脂酰乙醇胺，磷脂酰肌醇，磷脂酰絲氨酸和/或雙磷脂酰甘油，或鹽，實(shí)例是有機(jī) 官能陽離子的鹽，例如具有烷基鏈的季銨鹽，或常規(guī)的離子相轉(zhuǎn)移催化劑。除了天然存在的 植物和動物來源的甘油三酯之外，也可以使用合成的甘油三酯。對前體化合物(不含Si和/或含Si的)的一般要求是其在各種方法條件下是可 水解的，并因此釋放游離有機(jī)酸。優(yōu)選水解的開始并不先于方法的交聯(lián)步驟，而且特別是其 在混合過程、施加過程和/或成形過程之后發(fā)生，例如通過添加水分和任選地加熱。從不含 硅的前體化合物排除的化合物有用地是在水解時產(chǎn)生無機(jī)和有機(jī)酸的那些。此處的無機(jī)酸 并不包括硅烷醇。作為例子，不含硅的前體化合物不是?；然蛲ǔＩ鲜鲇袡C(jī)酸的任何相 應(yīng)酰鹵。有機(jī)酸過氧化物也不被認(rèn)為是不含硅的前體化合物。上述羧基化合物在至少一種有機(jī)官能化硅烷；和/或至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和 /或三維交聯(lián)的低聚有機(jī)官能化硅氧烷，和/或這些的混合物存在下，和任選地在基材存在 下用作硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑，和/或用作基材表面改性的催化劑或在 基材表面改性期間使用。表面改性優(yōu)選是通過縮合步驟形成共價鍵。作為備選方案，表面 改性也能夠通過不飽和羧基化合物與基材的離子或自由基反應(yīng)進(jìn)行。同樣地優(yōu)選經(jīng)由超分子相互作用的鍵接，特別是氫鍵，特別是羧基化合物或其反應(yīng)產(chǎn)物。根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)官能硅化合物以及視情況有機(jī)官能羧基化合物的反應(yīng)產(chǎn)物鍵接 至基材。根據(jù)本發(fā)明，該鍵接能夠是共價或者超分子的。能夠在本發(fā)明中使用的有機(jī)官能化硅烷和/或有機(jī)官能化硅氧烷能夠?qū)?yīng)于 a. 1)至少一種有機(jī)官能硅烷，特別是通式III的至少一種烷氧基硅烷 (B)bSiR4a(OR5)4^a(III)
- 其中，相互獨(dú)立地，b是0、1、2或3，和a是0、1、2或3，前提條件是在通式III中， b+a小于或等于(彡)3，
-其中式III中的B相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)， -R5相互獨(dú)立地是甲基，乙基，正丙基，和/或異丙基， -R4相互獨(dú)立地是取代或未取代烴基團(tuán)，和/或
a. 2) 對應(yīng)于至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低聚有機(jī)官能化硅氧烷，其 中具有鏈狀和/或環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元的硅氧烷在其理想化形式通過兩個通式I和II表示，其中 交聯(lián)的結(jié)構(gòu)單元能夠?qū)е氯S交聯(lián)的硅氧烷低聚物，
權(quán)利要求
1.至少一種有機(jī)官能羧基化合物作為硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑的用途，特征在于所述羧基化合物是有機(jī)酸或有機(jī)酸的含硅前體化合物，或有機(jī)酸的不含硅前體化合物。
2.至少一種有機(jī)官能羧基化合物用于基材，特別是具有能縮合官能團(tuán)的基材，的表面 改性的用途，特征在于所述羧基化合物是有機(jī)酸或有機(jī)酸的含硅前體化合物，或有機(jī)酸的不含硅前體化合物。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用途， 特征在于所述有機(jī)官能羧基化合物選自b. 1)通式IVa的有機(jī)酸的含硅前體化合物，(A)zSiR2x (OR1)4-Z-X(IVa)(R1O) 3_y_u (R2) u (A) ySi-A-Si (A) y (R2) u(OR1) 3_y_u(IVb)- 其中，相互獨(dú)立地，ζ是0、1、2或3，χ是0、1、2或3，y是0、1、2或3和u是0、1、2 或3，前提條件是在式IVa中z+x小于或等于(彡)3和在式IVb中y+u獨(dú)立地為小于或等 于(<)2，-A在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)，和在式IVb中二價殘基形 式的A是二價有機(jī)官能團(tuán)，-R1相互獨(dú)立地對應(yīng)于羰基-R3基團(tuán)，其中R3對應(yīng)于具有1-45個碳原子的殘基，-R2相互獨(dú)立地是烴基團(tuán)，和/或b. 2)有機(jī)酸，其選自iii.a) 包含4-45個碳原子的羧酸，iii. b)飽和和/或不飽和的脂肪酸，和/或iii. c)天然或合成的氨基酸，和/或b. 3)有機(jī)酸的不含硅前體化合物，特別是酸酐，酯，內(nèi)酯，或有機(jī)陽離子的鹽，或天然或合成的甘油三酯和/或磷酸甘油和，在如下物質(zhì)存在下至少一種有機(jī)官能化的硅烷；和/或至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀 和/或三維交聯(lián)的低聚有機(jī)官能化硅氧烷，和/或它們的混合物，和/或縮合物；和，任選 地，在基材存在下，充當(dāng)硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑，和/或充當(dāng)用于基材表面改性的催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的用途， 特征在于a. 1)所述有機(jī)官能化硅烷是通式III的烷氧基硅烷， (B)bSiR4a(OR5)4^a(III)-其中，相互獨(dú)立地，b是0、1、2或3，和a是0、1、2或3，前提條件是在式III中，b+a 小于或等于(<)3，-其中式III中的B相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)， -R5相互獨(dú)立地是甲基，乙基，正丙基，和/或異丙基， -R4相互獨(dú)立地是取代或未取代烴基團(tuán)，和/或a. 2)具有鏈狀和/或環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元的直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低聚有機(jī)官 能化硅氧烷在理想化形式通過兩個通式I和II表示，其中所述交聯(lián)的結(jié)構(gòu)單元能夠?qū)е氯?維交聯(lián)的硅氧烷低聚物，
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的用途，特征在于所述基材是具有HO基團(tuán)、具有MO基團(tuán)和/或具有O—-基團(tuán)的有機(jī)材料或無機(jī)材料，或 者是復(fù)合材料，其中M對應(yīng)于有機(jī)或無機(jī)陽離子。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的用途，特征在于所述基材是結(jié)構(gòu)元件，阻燃劑，填料，載體材料，穩(wěn)定劑，添加劑，顏料，添加物，和/或 助劑。
7.經(jīng)改性的基材，特征在于其已經(jīng)用至少一種有機(jī)官能硅化合物以及任選地用有機(jī)官能羧基化合物的至少一種 反應(yīng)產(chǎn)物改性。
8.如權(quán)利要求7所述的基材，特征在于所述基材- 已經(jīng)用如下物質(zhì)在選自有機(jī)酸的含硅前體化合物、有機(jī)酸和/或有機(jī)酸的不含硅 前體化合物的至少一種有機(jī)官能羧基化合物存在下的反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物的有機(jī)官能硅化合 物改性至少一種有機(jī)官能化硅烷；和/或至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低 聚的有機(jī)官能化硅氧烷。
9.如權(quán)利要求7或8所述的基材，特征在于所述有機(jī)官能硅化合物是得自如下物質(zhì)的反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物 a. 1)至少一種通式III的烷氧基硅烷 (B)bSiR4a (OR5) 4_w(III)-其中，相互獨(dú)立地，b是0、1、2或3，和a是0、1、2或3，前提條件是在式III中，b+a 小于或等于(<)3，-其中式III中的B相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)， -R5相互獨(dú)立地是甲基，乙基，正丙基，和/或異丙基， -R4相互獨(dú)立地是取代或未取代的含碳基團(tuán)，和/或a. 2)具有鏈狀和/或環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元的至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低 聚的有機(jī)官能化硅氧烷，其能夠在理想化形式通過兩個通式I和II表示，其中所述交聯(lián)的 結(jié)構(gòu)單元能夠?qū)е氯S交聯(lián)的硅氧烷低聚物，
10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的基材， 特征在于其具有HO基團(tuán)、MO基團(tuán)和/或0__基團(tuán)，并且是有機(jī)或無機(jī)材料、或復(fù)合材料。
11.硅烷封端的，特別是不含金屬的，聚氨酯，所述聚氨酯作為粘合劑物料或密封料，其 中該聚氨酯基于如下物質(zhì)與聚氨酯預(yù)聚物的反應(yīng)通式VIa的至少一種脂族的伯或仲氨基 烷氧基硅烷(R6)rf NH(2_n.) (CH2)m, Si (R7)v, (OR8) (3V) Via 或通式Vb的至少一種脂族的伯或仲氨基烷氧基硅烷， (R6)rf NH(2_n')CH2CH(R7) CH2Si (R7)v, (OR8) (3V) VIb,特別是式Va和/或Vb的仲氨基烷氧基硅烷，其中η’是1，其中式Va和Vb中的R6代 表具有1-18個碳原子的直鏈或支鏈烷基，R7獨(dú)立地為甲基，和R8獨(dú)立地為甲基、乙基或丙 基基團(tuán)，ν’是0或1，η’是0或1，和m’是0、1、2或3，且特別地m’是3，-其中，在另外的步驟中，水解和/或縮合，特別是烷氧基的水解和/或縮合，在根據(jù) 以上定義的羧基化合物存在下發(fā)生。
12.套件，其包含至少一種有機(jī)官能硅烷和/或至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交 聯(lián)的低聚的有機(jī)官能化硅氧烷，和/或這些的混合物和/或縮合物，并包含至少一種有機(jī)官 能羧基化合物。
13.用于制造組合物的方法，所述組合物包含有機(jī)官能硅化合物和包含硅烷水解催化 劑和/或硅烷醇縮合催化劑，和任選地包括溶劑以及任選地包括水，特征在于至少一種有 機(jī)官能硅烷和/或至少一種直鏈、支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低聚的有機(jī)官能化硅氧烷， 和/或它們的混合物，和/或它們的縮合物在水分存在下在羧基化合物存在下進(jìn)行縮合和 /或水解，所述羧基化合物特別是b. 1)通式IVa的有機(jī)酸的含硅前體化合物， (A)zSiR2x (OR1)4-Z-X(IVa)(R1O) 3_y_u (R2) u (A) ySi-A-Si (A) y (R2) u(OR1) 3_y_u (IVb)-其中，相互獨(dú)立地，ζ是0、1、2或3，χ是0、1、2或3，y是0、1、2或3和u是0、1、2 或3，前提條件是在式I中z+x小于或等于(<)3和在式II中y+u獨(dú)立地為小于或等于 (彡)2，-A在式IVa和/或IVb中相互獨(dú)立地是一價有機(jī)官能團(tuán)，和在式IVb中二價殘基形 式的A是二價有機(jī)官能團(tuán)，-R1相互獨(dú)立地對應(yīng)于羰基-R3基團(tuán)，其中R3對應(yīng)于具有1-45個碳原子的殘基，-R2相互獨(dú)立地是烴基團(tuán)，和/或b. 2)有機(jī)酸，其選自iii.a) 包含4-45個碳原子的羧酸，iii. b)飽和和/或不飽和的脂肪酸，和/或iii. c)天然或合成的氨基酸，和/或b. 3)有機(jī)酸的不含硅前體化合物，特別是酸酐，酯，內(nèi)酯，或有機(jī)陽離子的鹽，且特別是天然或合成的甘油三酯和/或磷 酸甘油酯。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，特征在于存在基材。
15.能夠如權(quán)利要求13或14獲得的組合物，特別是改性的基材。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的經(jīng)改性的基材或組合物，或特別是如權(quán)利要求11 所述聚氨酯，用于粘合劑，密封料，聚合物物料，粘合劑物料，粘附劑物料、色料，和/或漆料 的用途。
17.根據(jù)以上定義的羧基化合物連同至少一種有機(jī)官能化硅烷和/或至少一種直鏈、 支鏈、環(huán)狀和/或三維交聯(lián)的低聚的有機(jī)官能化硅氧烷，和/或這些的混合物和/或縮合物 用于基材的處理、改性、疏水化和/或疏油化的用途，或向基材提供防手指印和/或防涂鴉 性質(zhì)的用途，或作為粘合促進(jìn)劑或粘結(jié)劑的用途。
18.如以上所定義的式IVa和/或IVb的有機(jī)酸的含硅前體化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及有機(jī)官能羧基化合物作為硅烷水解催化劑和/或硅烷醇縮合催化劑的用途，其中本發(fā)明的羧基化合物是有機(jī)酸，優(yōu)選具有4-46個碳原子的有機(jī)羧酸，實(shí)例是脂肪酸，或有機(jī)酸的含硅前體化合物，α-羧基硅烷((R3-(CO)O)4-z-xSiR2x(A)z，α-Si-氧基羰基-R3)，或有機(jī)酸的不含硅前體化合物。術(shù)語有機(jī)酸前體化合物理解為酯、內(nèi)酯、酸酐、和有機(jī)陽離子的鹽。本發(fā)明還涉及至少一種有機(jī)官能羧基化合物用于基材的表面改性的用途，涉及以其改性的基材，以及涉及用于制造所述基材的套件。
文檔編號C08K5/5415GK102149759SQ200980135208
公開日2011年8月10日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者斯坦德克 B., 蒙基維奇 J., 韋森巴赫 K., 弗里德爾 M., 阿爾伯特 P., 施洛澤 T. 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司