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用于使用雙(磺?;?烷醇的含硫聚合物組合物的邁克爾加成固化化學(xué)的制作方法_4

文檔序號(hào):9672166閱讀:來源:國知局
(-OH) -r15-s (0) 2-ch = CH2,其中R是具有與該含硫聚合物的端基有反應(yīng)性的端基的部分;和每個(gè)R15獨(dú)立地選自 Q 3烷烴二基和取代的q 3烷烴二基,其中一個(gè)或多個(gè)取代基是-OH。在某些實(shí)施方案中,該 雙(乙烯基)烷醇是雙(乙烯基磺?;┩榇?。
[0235] 在某些實(shí)施方案中,邁克爾受體基團(tuán)選自乙烯基酮,乙烯基砜和醌,在某些實(shí)施方 案中,邁克爾受體基團(tuán)是乙烯基酮,和在某些實(shí)施方案中是乙烯基砜例如得自二乙烯基砜。 在其中具有邁克爾受體基團(tuán)的化合物是得自二乙烯基砜的實(shí)施方案中,該含硫聚合物可以 是硫醇封端的例如硫醇封端的聚硫醚,硫醇封端的聚硫化物或者其組合。
[0236] 在某些實(shí)施方案中,邁克爾受體基團(tuán)是雙(磺?;┩榇祭绲米噪p(乙烯基磺 ?;┩榇嫉幕鶊F(tuán)。在其中該具有邁克爾受體基團(tuán)的化合物得自雙(乙烯基磺?;┩榇?的實(shí)施方案中,該含硫聚合物可以是硫醇封端的例如硫醇封端的聚硫醚,硫醇封端的聚硫 化物或者其組合。
[0237] 含硫聚合物和具有邁克爾受體基團(tuán)和與該含硫聚合物的端基有反應(yīng)性的基團(tuán)的 化合物之間的反應(yīng)可以在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙逻M(jìn)行。
[0238] 在某些實(shí)施方案中,本公開內(nèi)容所提供的組合物包含催化劑例如胺催化劑。例如 在其中該含硫聚合物是硫醇封端的和該化合物是二官能邁克爾受體的實(shí)施方案中,該反應(yīng) 可以在胺催化劑存在下進(jìn)行。合適的胺催化劑的例子包括例如三亞乙基二胺(1,4-二氮雜 雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷,DABC0),二甲基環(huán)己基胺(DMCHA),二甲基乙醇胺(DMEA),雙-(2-二甲 基氨基乙基)醚,N-乙基嗎啉,三乙基胺,1,8-二氮雜雙環(huán)[5. 4.0] 十一碳烯_7(DBU),五甲 基二亞乙基三胺(PMDETA),芐基二甲基胺(BDMA),N,N,N' -三甲基-Ν' -羥乙基-雙(氨 基乙基)醚和Ν' -(3-(二甲基氨基)丙基)-Ν,Ν-二甲基-1,3-丙二胺。
[0239] 組合物
[0240] 邁克爾加成化學(xué)可以以多種方式與含硫聚合物和含硫邁克爾受體加合物一起使 用來提供可固化的組合物。例如,本公開內(nèi)容所提供的可固化的組合物可以包含(a)含硫 聚合物和邁克爾受體固化劑;(b)含硫邁克爾受體加合物和固化劑,該固化劑包含至少兩 個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基;或者(c)含硫聚合物和固化劑,該固化劑包含單體 邁克爾受體和含硫邁克爾受體加合物的組合。
[0241] 含硫聚合物和邁克爾受體固化劑
[0242] 在某些實(shí)施方案中,本公開內(nèi)容所提供的組合物包含含硫聚合物和邁克爾受體固 化劑。含硫聚合物可以是聚硫醚或者具有與邁克爾受體固化劑有反應(yīng)性的端基的聚硫醚 的組合;聚硫化物或者具有與邁克爾受體固化劑有反應(yīng)性的端基的聚硫化物的組合;或者 前述任意的組合。在某些實(shí)施方案中,含硫聚合物是硫醇封端的。在這樣的實(shí)施方案中,邁 克爾受體固化劑將是多官能的,并且具有與該含硫聚合物的端基有反應(yīng)性的邁克爾受體基 團(tuán)。
[0243] 在某些實(shí)施方案中,含硫聚合物包括硫醇封端的聚硫醚,包括本文公開的任何硫 醇封端的聚硫醚,例如式(1)的硫醇封端的聚硫醚。在某些實(shí)施方案中,含硫聚合物包括硫 醇封端的聚硫醚,例如式(4),式(4a)的硫醇封端的聚硫醚或者其組合。在某些實(shí)施方案 中,含硫聚合物選自二官能含硫聚合物,三官能含硫聚合物及其組合。在某些實(shí)施方案中, 硫醇封端的聚合物包括平均官能度為2-3,和在某些實(shí)施方案中是2. 2-2. 8的硫醇封端的 含硫聚合物的混合物。在某些實(shí)施方案中,硫醇封端的聚硫醚包括Permapol'3" 3.1E,獲 自 PRC-DeSoto International。
[0244] 多官能邁克爾受體具有至少兩個(gè)邁克爾受體基團(tuán)。多官能邁克爾受體的平均邁克 爾受體官能度可以是2-6, 2-4, 2-3和在某些實(shí)施方案中是2. 05-2. 5。在某些實(shí)施方案中, 多官能邁克爾受體是二官能的,例如二乙烯基酮和二乙烯基砜。官能度大于2的邁克爾受 體可以如下來制備:通過使用適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件使具有邁克爾受體基團(tuán)和與多官能化劑(例 如本文公開的那些)的端基有反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物進(jìn)行反應(yīng)。
[0245] 在某些實(shí)施方案中,邁克爾受體固化劑是雙(乙烯基磺酰基)烷醇例如1,3-雙 (乙烯基磺?;?2_丙醇。
[0246] 在其中邁克爾受體用作固化劑的某些實(shí)施方案中,該邁克爾受體固化劑的分子量 是小于600道爾頓,小于400道爾頓和在某些實(shí)施方案中小于200道爾頓。
[0247] 在某些實(shí)施方案中,邁克爾受體固化劑占組合物的約0. 5wt% -約20wt%, 約lwt % -約10wt %,約2wt % -約8wt %,約2wt % -約6wt %和在某些實(shí)施方案中約 3wt% -約5wt%,其中wt%是基于該組合物的總干固體重量計(jì)。
[0248] 含硫邁克爾受體加合物和固化劑
[0249] 在某些實(shí)施方案中,組合物包含本公開內(nèi)容所提供的含硫邁克爾受體加合物和含 硫聚合物固化劑。
[0250] 在這樣的組合物中,含硫邁克爾受體加合物包含此處所公開的任何那些。在某些 實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物包括聚硫醚邁克爾受體加合物,和在某些實(shí)施方案中 聚硫醚邁克爾受體加合物的平均官能度是2-3, 2. 2-2. 8和在某些實(shí)施方案中是2. 4-2. 6。 在某些實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物的平均官能度是2。
[0251] 在某些實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物包括式(3),式(3a)的加合物或者其 組合,和該含硫聚合物固化劑包括式(4),式(4a)的聚硫醚或者其組合。在某些實(shí)施方案 中,該含硫邁克爾受體加合物包括Permapol'? 3.1E的邁克爾受體加合物。在某些實(shí)施方 案中,該含硫聚合物固化劑包括_P_e.r:職ρο 3. ι?。
[0252] 在某些實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物包括式(3),式(3a)的加合物或者其 組合,和該含硫聚合物固化劑包括聚硫化物。在某些實(shí)施方案中,該含硫邁克爾受體加合物 包含Permapol? 3.1E的邁克爾受體加合物。在某些實(shí)施方案中,該含硫聚合物固化劑包 含選自下面的聚硫化物:Th i oko i -LP?聚硫化物、Thi 0:1)4 :a:s 聚硫化物及其組合。
[0253] 在這樣的組合物中,該加合物的邁克爾受體基團(tuán)與該含硫聚合物的端基是有反應(yīng) 性的。例如該邁克爾受體基團(tuán)可以是活化的烯基,例如邁克爾受體基團(tuán),和該含硫聚合物包 含端硫醇基團(tuán)。
[0254] 用作固化劑的含硫聚合物包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基。在這 樣的組合物中用作固化劑的含硫聚合物可以包括聚硫醚(包括本文公開的任何那些),聚 硫化物(包括本文公開的任何那些)或者其組合。該含硫聚合物的平均官能度可以是約2 或者約2-約6的任何官能度,例如約2-約4,或者約2-約3。
[0255] 在某些實(shí)施方案中,該含硫聚合物固化劑包括硫醇封端的聚硫醚例如 Permapol?,3.1E。在某些實(shí)施方案中,該含硫聚合物包括硫醇封端的聚硫化物,例如 Th i oko卜LP?聚硫化物,Thi op i a s t_?聚硫化物或者其組合。
[0256] 在這樣的實(shí)施方案中,當(dāng)用作固化劑時(shí),含硫聚合物占組合物的約20wt% -約 90wt %,約30wt % -約80wt %,約40wt % -約60wt %,和在某些實(shí)施方案中占約50wt %,其 中wt %是基于該組合物的總干重計(jì)。
[0257] 在這樣的實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物占組合物的約20wt% -約90wt%, 約30wt% -約80wt%,約40wt% -約60wt%和在某些實(shí)施方案中占約50wt%,其中wt% 是基于該組合物的總干重計(jì)。
[0258] 包含含硫邁克爾受體加合物和含硫聚合物固化劑的組合物可以包含催化劑例如 胺催化劑,其包括本文公開的任何那些。
[0259] 在某些實(shí)施方案中,組合物包含聚硫醚加合物和固化劑。聚硫醚加合物包括本文 公開的任何那些,例如式(3),式(3a)的聚硫醚加合物及其組合。
[0260] 在這樣的組合物的某些實(shí)施方案中,該組合物包含本公開內(nèi)容所提供的含硫邁克 爾受體加合物和選自下面的固化劑:包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的含 硫聚合物,單體硫醇,聚硫醇,多胺,封閉的多胺和前述任意的組合。在某些實(shí)施方案中,固 化劑包括:包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的含硫聚合物例如單體硫醇, 聚硫醇,多胺,和在某些實(shí)施方案中封閉的多胺。在這樣的組合物的某些實(shí)施方案中,固化 劑包括:包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的含硫聚合物和這樣的化合物, 其具有至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基,該化合物選自單體硫醇,聚硫醇,多 胺,封閉的多胺和前述任意的組合。
[0261] 在某些實(shí)施方案中,包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的含硫聚合 物選自:包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的聚硫醚聚合物,包含至少兩個(gè) 與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基的聚硫化物聚合物及其組合。在某些實(shí)施方案中,該與 邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端基是硫醇基團(tuán)。在這樣的實(shí)施方案中,硫醇封端的聚硫醚可 以選自式(4)的聚硫醚,式(4a)的聚硫醚及其組合。在某些實(shí)施方案中,該含硫聚合物固 化劑包括硫醇封端的聚硫化物,例如I'll i 〇 k ο 1 -LP_? A1 Th i ο p 1 a s tκ:聚硫化物聚合物。
[0262] 在某些組合物中,該固化劑包含單體聚硫醇。單體聚硫醇指的是具有至少兩個(gè)端 硫醇基團(tuán)的化合物。單體聚硫醇的例子包括式(5)的二硫醇。
[0263] 含硫邁克爾受體加合物,含硫聚合物,和具有至少兩個(gè)邁克爾受體基團(tuán)的化合物
[0264] 在某些實(shí)施方案中,組合物包含具有與邁克爾受體有反應(yīng)性的端基的含硫聚合 物,和含硫邁克爾受體加合物。在某些實(shí)施方案中,組合物包含具有與邁克爾受體有反應(yīng)性 的端基的含硫聚合物,多官能邁克爾受體和含硫邁克爾受體加合物。
[0265] 在這樣的組合物中,含硫聚合物包含至少兩個(gè)與邁克爾受體基團(tuán)有反應(yīng)性的端 基。在這樣的組合物中,該含硫聚合物可以選自聚硫醚聚合物,聚硫化物聚合物或者其組 合,包括本公開內(nèi)容所提供的合適的聚硫醚聚合物或者聚硫化物聚合物。
[0266] 在某些實(shí)施方案中,選擇含硫聚合物,以使得端基是與多官能邁克爾受體和與含 硫邁克爾受體加合物有反應(yīng)性的。在某些實(shí)施方案中,含硫聚合物包含端硫醇基團(tuán),包括本 文公開的任何的硫醇封端的聚硫醚,硫醇封端的聚硫化物及其組合。
[0267] 在這樣的組合物的某些實(shí)施方案中,含硫邁克爾受體加合物包括本公開內(nèi)容所提 供的聚硫醚邁克爾受體加合物,本公開內(nèi)容所提供的聚硫化物邁克爾受體加合物或者其組 合。
[0268] 當(dāng)組合物包含多官能單體邁克爾受體時(shí),可以使用任何合適的具有至少兩個(gè)邁克 爾受體基團(tuán)的單體邁克爾受體,例如二乙烯基砜,雙(乙烯基磺?;┩榇蓟蛘咂渌~克爾 受體及其組合,包括本文公開的任何那些。
[0269] 在某些實(shí)施方案中,含硫聚合物選自式(4),式(4a)的硫醇封端的聚硫醚及其組 合;多官能邁克爾受體加合物選自式(3),式(3a)的聚硫醚邁克爾受體加合物及其組合; 和多官能單體邁克爾受體選自具有兩個(gè)或者更多個(gè)活化的烯基的化合物例如乙烯基酮或 者乙烯基砜,例如二乙烯基砜或者雙(乙烯基磺?;┩榇迹?,3-雙(乙烯基磺酰 基)-2_丙醇。
[0270] 在這樣的實(shí)施方案中,該多官能邁克爾受體和邁克爾受體加合物占組合物的 10wt% _90wt%,20wt% _80wt%,30wt% _70wt%和在某些實(shí)施方案中 40wt% _60wt%,其 中wt%是基于該組合物的總干固體重量計(jì)。
[0271] 包含含硫聚合物,多官能邁克爾受體和含硫聚合物加合物的組合物可以包含催化 劑例如胺催化劑,包括多胺催化劑。
[0272] 多胺的例子包括例如脂肪族多胺,脂環(huán)族多胺,芳族多胺及其混合物。在某些實(shí)施 方案中,該多胺可以包括具有至少兩個(gè)獨(dú)立地選自伯胺(-NH2),仲胺(-NH-)及其組合的官 能團(tuán)的多胺。在某些實(shí)施方案中,該多胺具有至少兩個(gè)伯胺基團(tuán)。
[0273] 在某些實(shí)施方案中,多胺是含硫多胺。合適的含硫多胺的例子是苯二胺-雙(甲 硫基)_的異構(gòu)體,例如1,3-苯二胺-4-甲基-2, 6-雙(甲硫基)-和1,3-苯二胺-2-甲 基-4, 6-雙(甲硫基)_,具有結(jié)構(gòu):
[0275] 這樣的含硫多胺是例如在商標(biāo)名EthaCllire# 300下市售自Albemarle Corporation。可以簡單提及,因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)提到過。
[0276] 合適的多胺還包括例如具有下面的結(jié)構(gòu)的多胺:
[0278] 其中每個(gè)R11和每個(gè)R 12獨(dú)立地選自甲基,乙基,丙基和異丙基,和每個(gè)R 13獨(dú)立地 選自氫和氯。合適的含胺固化劑的例子包括下面的獲自Lonza Ltd.(瑞士巴塞爾)的化合 物:Lonzacure* m_dipa,Lonzacure*·' m-dma,Lonzacure、? m_mea,Lonzacure·*: m-dea,Lonzacure* m-mipa,Lonzacure? m_?ea。
[0279] 在某些實(shí)施方案中,多胺包括二胺,例如4, 4'-亞甲基雙(3-氯-2, 6-二乙基苯 胺)(Lonzacure* M-03EA),2, 4-二氨基-3,5-二乙基-甲苯,2, 6-二氨基-3,5-二乙 基-甲苯及其混合物(統(tǒng)稱為二乙基甲苯二胺或者DETDA),含硫二胺,例如Ethacure? 300,4, 4'-亞甲基-雙-(2-氯苯胺)及其混合物。其他合適的二胺包括4, 4'-亞甲基-雙 (二烷基苯胺),4, 4'-亞甲基-雙(2, 6-二甲基苯胺),4, 4'-亞甲基-雙(2, 6-二乙基苯 胺),4, 4' -亞甲基-雙(2-乙基-6-甲基苯胺),4, 4' -亞甲基-雙(2, 6-二異丙基苯胺), 4, 4' -亞甲基-雙(2-異丙基-6-甲基苯胺),4, 4' -亞甲基-雙(2, 6-二乙基-3-氯苯胺) 和前述任意的組合。
[0280] 此外,合適的多胺的例子包括亞乙基胺類(ethyleneamine),例如亞乙基二胺 (EDA),二亞乙基三胺(DETA),三亞乙基四胺(TETA),四亞乙基五胺(ΤΕΡΑ),五亞乙基六胺 (ΡΕΗΑ),哌嗪,哌啶,取代的哌啶,二亞乙基二胺(DEDA),2-氨基-1-乙基哌嗪及其組合。在 某些實(shí)施方案中,多胺可以選自Q 3二烷基甲苯二胺的一種或多種異構(gòu)體,例如3, 5-二甲 基_2, 4_甲苯二胺,3, 5_二甲基_2, 6_甲苯二胺,3, 5_二乙基_2, 4_甲苯二胺,3, 5_二乙 基-2, 6-甲苯二胺,3, 5-二異丙基-2, 4-甲苯二胺,3, 5-二異丙基-2, 6-甲苯二胺及其組 合。在某些實(shí)施方案中,多胺可以選自亞甲基二苯胺,亞丙基二醇(trimethylene glycol) 二(對氨基苯甲酸酯)及其組合。
[0281] 在某些實(shí)施方案中,多胺包括具有下面的結(jié)構(gòu)的化合物:
[0282] 在某些實(shí)施方案中,多胺包括一種或多種亞甲基雙苯胺(methylene bis aniline),一種或多種苯胺硫化物,和/或一種或多種聯(lián)苯胺,其可以用例如美國公開 No. 2011/0092639的第[0072]段所公開的通用結(jié)構(gòu)來表示,其通過引用納入本文。
[0283] 在某些實(shí)施方案中,多胺包括由下面的通式結(jié)構(gòu)所示的化合物:
[0285] 其中R2°、R21、R22和R 23獨(dú)立地選自C i 3烷基,CH 3-S_和鹵素,例如但不限于氯或者 溴。在某些實(shí)施方案中,用緊接的前面的結(jié)構(gòu)所示的多胺可以是二乙基甲苯二胺(DETDA), 其中R23是甲基,R 2°和R 21每個(gè)是乙基,和R22是氫。在某些實(shí)施方案中,該多胺是4, 4' -亞 甲基二苯胺。
[0286] 封閉的多胺的例子包括酮亞胺,烯胺,噁唑燒,醛亞胺和四氫咪唑 (imidazolidine)。在某些實(shí)施方案中,該封閉的多胺是Vestamin# A139(Evonik)。
[0287] 環(huán)氧混合物
[0288] 在某些實(shí)施方案中,本公開內(nèi)容所提供的組合物包含環(huán)氧固化劑。因此,除了邁克 爾受體固化劑、含硫聚合物固化劑和/或含硫邁克爾受體加合物固化劑之外,組合物還可 以包含一種或多種多環(huán)氧固化劑。合適的環(huán)氧化物的例子包括例如多環(huán)氧化物樹脂例如乙 內(nèi)酰脲二環(huán)氧化物,雙酚-A的二縮水甘油基醚,雙酚-F的二縮水甘油基醚,Νονο? 類 型環(huán)氧化物例如DEN?438(獲自Dow),某些環(huán)氧化的不飽和樹脂和前述任意的組合。多環(huán) 氧化物指的是具有兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)性環(huán)氧基團(tuán)的化合物。
[0289] 在某些實(shí)施方案中,多環(huán)氧固化劑包括環(huán)氧官能聚合物。合適的環(huán)氧官能聚合物 的例子包括美國公開No. 2012/0238707中所公開的環(huán)氧官能聚縮甲醛聚合物和美國專利 No. 7671145所公開的環(huán)氧官能聚硫醚聚合物。通常,當(dāng)用作固化劑時(shí),環(huán)氧官能聚合物的分 子量小于約2000道爾頓,小于約1500道爾頓,小于約1000道爾頓和在某些實(shí)施方案中小 于約500道爾頓。環(huán)氧官能含硫聚合物可以例如通過硫醇官能含硫聚合物與二環(huán)氧化物或 者與烯丙基醚反應(yīng)來形成。
[0290] 在這樣的組合物中,環(huán)氧固化劑可以占組合物的約0. 5wt% -約20wt%,約 lwt % -約10wt %,約2wt % -約8wt %,約2wt % -約6wt %和在某些實(shí)施方案中約 3wt% -約5wt%,其中wt%是基于該組合物的總固體重量計(jì)。
[0291] 異氰酸酯混合物
[0292] 在某些實(shí)施方案中,本公開內(nèi)容所提供的組合物包含異氰酸酯固化劑。因此,除 了邁克爾受體固化劑、含硫聚合物固化劑和/或含硫邁克爾受體加合物固化劑之外,組 合物可以包含一種或多種多異氰酸酯固化劑,其是與硫醇基團(tuán)有反應(yīng)性的,但是與邁克 爾受體基團(tuán)例如乙烯基砜和雙(乙烯基磺?;┩榇蓟鶊F(tuán)是非反應(yīng)性的。合適的異氰 酸酯固化劑的例子包括甲苯二異氰酸酯和前述任意的組合。異氰酸酯固化劑是市售的, 并且包括例如在商標(biāo)名 Baydur? (Bayer Ma terialScience),D:esm〇(}ui·? (BayerMaterialScience),S〇l ubOild? (DSM),ECC0(ECC0),VeS tana (Evonik),.Irodlir?. (Huntsman),Rhodocoat?(Perstorp)和 Vancheifl* (V.T. Vanderbilt)下的產(chǎn)品。在某些 實(shí)施方案中,異氰酸酯固化劑包括異氰酸酯官能聚合物。合適的異氰酸酯官能聚合物的例 子包括美國公開No. 2012/0238708中所公開的異氰酸酯官能聚縮甲醛聚合物。通常,當(dāng)用 作固化劑時(shí),異氰酸酯官能化聚合物的分子量小于約2000道爾頓,小于約1500道爾頓,小 于約1000道爾頓和在某些實(shí)施方案中小于約500道爾頓。
[0293] 在這樣的組合物中,異氰酸酯固化劑可以占組合物的約0. 5wt% -約20wt%,約 lwt % -約10wt %,約2wt % -約8wt %,約2wt % -約6wt %和在某些實(shí)施方案中占組合物 的約3wt% -約5wt%,其中wt%是基于該組合物的總固體重量計(jì)。
[0294] 羥基和胺固化
[0295] 本公開內(nèi)容所提供的含硫邁克爾受體加合物也可以改
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