[发明专利]烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯

说明书

技术领域

本发明涉及烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯、其制备方法及其用途。

背景技术

数十年来，聚氨酯被证明是漆料、胶粘剂、密封剂和塑料体系的高品质组分。在此，额外的烷氧基硅烷基团可以起到重要作用，例如在网络密度、耐化学品性和耐刮擦性方面，这里主要是通过形成硅氧烷和聚硅氧烷的结构。

既具有烷氧基硅烷基团又具有异氰酸酯基团的分子实现了通过一种组分引入作为反应产物得到的官能度、硅氧烷和聚氨酯基团。长期以来一直使用这样的物质，例如以异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷的形式。

由异氰酸根合烷基三烷氧基硅烷和醇制得的烷氧基硅烷封端的聚氨酯同样是已知的并且例如用于制备高度交联的、硬质涂覆剂 (例如WO 2013/189882 A2)。然而，如果这样的烷氧基硅烷封端的聚氨酯在室温固化的体系中用作单一的粘合剂，则获得仅具有中等硬度的涂层。

因此，需要能够克服现有技术的缺点的新型粘合剂。

含有脲基甲酸酯的粘合剂是长久已知的。烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯也是已知的。这里区分为下面描述的不同类型，但是它们在结构和应用方面都不对应于本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯。

例如，在WO 2008/043722 A1中描述的脲基甲酸酯 III (1) 通过NCO封端的含有脲基甲酸酯的聚氨酯 I (1) 与对异氰酸酯呈反应性的烷氧基硅烷 II (1) (例如氨基烷基三烷氧基硅烷) 的反应而获得。由此，脲基甲酸酯基团位于聚氨酯链的中心和烷氧基硅烷官能团通过末端的异氰酸酯基团连接到脲官能团的结构中 (结构 III (1)，反应式1)。

DE102005041953 A1 描述了平均分子量为3000-20000 g/mol 的多元醇 I (2) 与过量的异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II (2) 的反应，从而在形成聚氨酯 III (2) 之后形成每个脲基甲酸酯单元具有两个烷氧基硅烷官能团的脲基甲酸酯 IV (2)。

在DE102005041954 A1中，将聚氨酯 I (3) 与异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷II (3) 混合并且加热直至形成脲基甲酸酯结构。在这种情况下，将烷氧基硅烷基团结合到脲基甲酸酯基团 III (3) 的末端氮上 (反应式3)。

J. Kozakiewicz等人在Progress in Organic Coatings 72 (2011) 120–130中公开了异氰酸根合丙基三甲氧基硅烷I (4) 与甲醇反应得到相应的氨基甲酸酯 II (4) 和随后与六亚甲基二异氰酸酯三聚体 III (4)反应。在由此获得的高粘度脲基甲酸酯 IV (4) 中，烷氧基硅烷官能团挂接到脲基甲酸酯基团的中心叔胺上 (反应式4)。

在所述的应用中，脲基甲酸酯官能团用作六亚甲基二异氰酸酯三聚体的阻隔剂，而六亚甲基二异氰酸酯三聚体用作羟基官能化的聚酯多元醇的交联剂。

即使如今仍然需要新型的、具有特定性质的、含硅烷的粘合剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供新型的含硅烷的化合物，其适用于研发高度交联的硬质涂层。

该目的通过本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯而实现。

令人惊讶地发现，本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯适用作漆料、胶粘剂或密封剂。特别地，本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯可以用于研发高度交联的、特别是硬质的涂层。在此，本发明的烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯可以作为单一的粘合剂用在冷固化和热固化中，甚至在需要无溶剂的情况下使用。

本发明涉及烷氧基硅烷官能化的脲基甲酸酯，其包含A)与B)的反应产物：

A) 至少一种，优选一种含有烷氧基硅烷基团的式1的单氨基甲酸酯 A)

R_n (OR¹)_3-n Si-R²-NH-(C=O)-OR³ 式1，

其中R、R¹、R²和R³彼此独立地表示具有1-8个碳原子的烃基，其中它们可以是直链的、支化的或环状的，或者可以相互成环，和n等于0-2，

与

B) 至少一种二异氰酸酯 B)，

其中A)与B)的摩尔比为3:1至1.5:1，优选2.5:1至1.8:1，特别优选 2:1。