TWI810349B - 含有3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物之組成物,其製法和其用途 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種組成物,其包含以組成物為基準計比例為≥ 60重量%之3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物的混合物,其在60℃的儲存溫度下經至少8週為儲存穩定的、具有≤ 20 mg Pt-Co/l之色值、不少於3.5至不多於6.5之pH、和以組成物中Si之莫耳比例為基準計在組成物的製造中所使用之矽烷的單體比例不多於5 mol%,其中Si化合物中所結合且存在於組成物中之環氧基的比例以組成物中Si之莫耳比例為基準計為不少於95 mol%。
本發明另外關於一種製備根據本發明之組成物的特定方法及其用途。
Description
本發明關於一種組成物,其包含以組成物中所有組分的總和為基準計比例為≥ 60重量%之3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物(特別是環氧丙基氧基丙基甲氧基矽烷寡聚物)的混合物,其經至少4週為儲存穩定的、具有≤ 20 mg Pt-Co/l之色值、不少於3.5至不多於6.5之pH、和以組成物中Si之莫耳比例為基準計在組成物的製造中所使用之矽烷的單體比例不多於5 mol%,其中Si化合物中所結合且存在於組成物中之環氧基的比例以組成物中Si之莫耳比例為基準計為不少於95 mol%。本發明另外關於一種製備根據本發明之組成物的特定方法及其用途。
3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷(Dynasylan® GLYMO)和3-環氧丙基氧基丙基三乙氧基矽烷(Dynasylan® GLYEO)為許多工業應用中所使用的矽烷。彼等可用作為漆和黏著劑調配物的添加劑,例如作為改良對無機基材的黏著性之黏著促進劑。矽烷諸如GLYMO和GLYEO可用於無溶劑、含溶劑和水性的調配物中。在水性丙烯酸酯聚合物分散液中可發現有趣的效應。環氧基矽烷的添加不僅可改良施加塗層與基材的黏著,而且可減少吸水性和改良耐磨性。然而,有加矽烷/環氧基矽烷的水性聚合物分散液之穩定性受到限制。水可以水解矽烷並釋放出反應性矽醇基。此可導致經由矽醇基的交聯,因此增加黏度/引起膠凝。但是矽烷的環氧基也可在水性調配物中進行水解且然後不再與聚合物上的官能基反應。通常將2K PU漆的固化劑添加GLYMO,以改良對無機基材的黏著性。環氧基矽烷亦使用於與食品直接或間接接觸的漆和黏著劑調配物中。在這些應用中,由於GLYMO被歸類為有毒的,因此越來越受到質疑。相較於GLYMO,GLYMO寡聚物乍看之下的優點應包括毒性降低、水解後VOC含量降低和沸點較高。GLYMO寡聚物中的單體比例因此應盡可能低。
US 5650474描述含有不飽和烷基、環氧基、甲基丙烯醯基、丙烯醯基、胺基、羥基、醚基、酯基和磷基的矽烷之縮合物和共縮合物。相關的製造方法尤其使用氟化物諸如氟化鉀作為縮合觸媒。因此,實施例19揭示一種GLYMO均縮合物,其在處理(Workup)後具有7.1 mol%的單體含量和黃色。從US 5650474亦顯而易見,酸性和鹼性觸媒導致低的轉化率且這些觸媒可打開環氧基。US 5650474中所引用的比較例6和7使用酸性觸媒且在縮合和環氧基的開環中顯示非常低的轉化率。
EP 3235845主張環氧基矽烷寡聚物和共寡聚物之製造和用途。中性鹽係指定為觸媒。
CN 106674521主張一種製造環氧基矽烷寡聚物之方法。所使用之溶劑為三級丁醇。添加溶解在水解水中的觸媒。所指定的觸媒尤其包括NaCl或Na2
CO3
。然而,此方法無法製造無色寡聚物。
“Contemporary Topics in Polymer Science”,第4冊,1984,第107頁描述GLYMO寡聚物之製造。每30 mmol的Si(GLYMO)使用0.5至5 ml的濃HCl作為觸媒。
EP 2794788主張一種聚矽氧烷寡聚物組成物,其完全水解且只含矽醇基而沒有烷氧基。使用環氧基甲基二烷氧基矽烷作為單體。寡聚物具有500至700 g/mol之數量平均分子量。
US 6008285描述一種製造組成物之方法。所述組成物之組分為含有環氧基之矽烷;烷氧化鋁或鋯係用作為觸媒。該等組成物另外含有粒子和芳族多元醇。此等組成物尤其使用於塗層作為防腐劑。
US 6391999主張環氧基矽烷的縮合物以及環氧基矽烷和其他官能矽烷的共縮合物。包含四級銨離子的離子交換樹脂係用作為水解和縮合反應的觸媒。所產生的寡聚物具有介於3000和10 000 g/mol之間的分子量。
US 2004/0234789關於一種具有塗層之基材,其中該塗層係由經水解的環氧官能矽烷、陽離子光引發劑、包含自由基光觸媒的不飽和單體及非水解的環氧官能烷組成。
EP 2428530主張一種用於製造基於環氧基二烷氧基矽烷的環氧基矽烷低聚物之方法。請求項2明確提及3-環氧丙基氧基丙基甲基二乙氧基矽烷。EP 2428530進一步描述包含微粒金屬和添加劑之水基塗料調配物。
EP 1971658描述製造水基塗料組成物之方法,該組成物含有具有7至86 mPas之黏度的環氧基矽烷寡聚物以及微粒金屬、添加劑和交聯劑。
EP 1896522揭示一種用於製造具有7至86 mPas之黏度的環氧基矽烷寡聚物之方法。該方法在無醇溶劑的存在下進行。亦主張一種由該環氧基矽烷寡聚物、微粒金屬以及另外的添加劑和水組成的水性漆組成物。
DE 102007040246描述可輻射固化之調配物的組成物,據稱其在固化狀態下為金屬基材提供良好的腐蝕保護。除該組成物外,亦描述由寡聚環氧基矽烷組成的組分之製造。寡聚環氧基矽烷係在硼酸存在下從環氧基矽烷製造。
本發明因此其目的為提供一種從3-環氧丙基氧基丙基三烷氧基矽烷開始的非常簡單、環保和經濟之方法,其提供穩定且無色的寡聚環氧基丙基烷氧基矽烷,呈具有低殘餘單體含量之組成物的形式之混合物[在下文中簡稱為活性物質或寡聚環氧基矽烷或環氧基矽烷寡聚物或含有環氧基矽烷寡聚物之組成物]。穩定應理解為意指不會再因為游離的矽醇基而在該類環氧基矽烷寡聚物之組成物中發生進一步的縮合。然而,穩定也應理解為意指環氧基矽烷寡聚物中的環氧基在任何觸媒存在或不存在下皆不會因為游離的矽醇基、水或醇痕量而進行開環。該等環氧基矽烷寡聚物應進一步無硼/硼酸,且理想地僅具有非常低的鹵素含量,特別是氟/氟化物和氯/氯化物,因為一旦施加,鹵素/鹵化物會促進金屬基材的腐蝕。
所述問題有利地以根據本申請專制範圍中的特徵之本發明解決。
令人驚訝地,頃發現具有低單體含量的無色且穩定的寡聚環氧基矽烷可藉由使用特定觸媒的特定方法製造。最初將弱鹼性觸媒用於水解和縮合。此使得可能將單體含量降低至非常低的量。此外,環氧基保持完整且不會被觸媒、水或所釋出的醇打開。水解和縮合後,用酸或酸試劑將反應混合物的pH從弱鹼性調整至弱酸性。此pH的改變可防止寡聚物的變色。若水解和縮合僅在酸性pH下進行,則由此形成的寡聚物含有矽醇基以及非常多的單體。若要建立非常酸性的pH,則會發生環氧基的開環。若水解和縮合僅在弱鹼性pH下進行,則可達到低單體含量,但最終產物呈濃黃色或橙色。變色的結果為該產物不可再用於色敏感性調配物和應用中。低單體含量也具有毒理學優點,因為較高分子量環氧化合物具有較低毒性等級,或者根本不需要分級。此外,具有低單體含量的環氧基矽烷寡聚物在工業應用中導致進一步的優點。若在比較實驗中,例如GLYMO、具有高單體含量的環氧基矽烷寡聚物和具有低單體含量的本發明無色寡聚物使用於水性丙烯酸酯聚合物分散液中,則本發明寡聚物可達到實質上較佳的儲存穩定性。
無色寡聚環氧基矽烷可有利地用作為用於塗料之色敏感性調配物中及黏著和密封組成物中之添加劑或黏合劑。
而且根據本發明之組成物實質上為具有極佳儲存穩定性之無色可傾倒液體。
硼(例如硼酸的形式)在組成中的比例以及其鹽形式之氟化物和氯化物的比例排除在專利標的之外。因此,本發明組成物只包含以組成物中所有組分的總和為基準計不多於100 ppmw的小比例之氟/氟化物及/或氯/氯化物。
根據本發明之組成物此外並無VOC;在本申請中,無VOC應理解為意指根據本發明之組成物尤其含有不多於1重量%的游離醇,其中該重量%值係以組成物為基準計且該醇係選自甲醇和乙醇之群組。
而且根據本發明之組成物實質上無有機溶劑,特別是醇(特別是甲醇、乙醇、丙醇或丁醇)的比例以組成物中之活性物質的含量為基準計不多於5重量%,非常特別為不多於0.3重量%。
舉例來說但非排他性地,根據本發明之組成物可包含根據理想化的通式I之3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物的混合物作為活性物質,
其中n≥0和m≥0,基團Y可表示環氧丙基氧基丙基和基團R可表示例如甲基、乙基和隨意地部分為H,較佳地為甲基。
本發明提供一種組成物,其包含以組成物為基準計比例為≥ 60重量%之3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物(較佳3-環氧丙基氧基丙基甲氧基矽烷寡聚物)的混合物,其在60℃的儲存溫度下經至少8週為儲存穩定的、具有 ≤ 20 mg Pt-Co/l之色值、不少於3.5至不多於6.5之pH和以組成物中Si之莫耳比例為基準計在組成物的製造中所使用之矽烷的單體比例不多於5 mol%,其中Si化合物中所結合且存在於組成物中之環氧基的比例以組成物中Si之莫耳比例為基準計為不少於95 mol%。
此外,根據本發明之有利組成物為組成物,
其具有600至2000 mPa∙s之黏度、以組成物為基準計少於0.5重量%(較佳不多於0.3重量%)之甲醇含量、600至2000 g/mol之分子量(Mn)且除了甲醇或乙醇之外無有機溶劑。
根據本發明之特別有利的組成物為含有以組成物中所有組分的總和為基準計為≥ 90重量%至99.9重量%(特別是 ≥ 95重量%至≤ 99.7重量%)之3-環氧丙基氧基丙基烷氧基矽烷寡聚物或3-環氧丙基氧基丙基甲氧基矽烷寡聚物的比例[即活性物質比例]之組成物。
此外,根據本發明之組成物可有利地提供有以組成物中所有組分為基準計為< 40重量%(較佳> 0.1重量%至≤ 39.5重量%)之用於改良與水的互溶性/溶解度之添加劑的含量,其中較佳者為使用聚乙二醇單甲基醚或丙二醇單甲基醚。甲氧基有利地經聚醚醇取代。
本發明同樣提供一種製造根據本發明之組成物之方法,
其中
- 在步驟1中,使用3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷或3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷和C1-至C8-烷基三甲氧基矽烷的混合物,及在碳酸氫鈉之存在下與確定量的水混合,及組合,其中可以隨意地添加甲醇作為稀釋劑,
- 在步驟2中,將反應混合物邊混合邊在55℃至90℃下加熱及反應1.5至5小時,隨後將溫度降低5℃至10℃並添加確定量的酸當量,較佳添加固體酸性離子交換劑,將pH調整至從不少於3.5至不多於6.5,較佳從不少於4至不多於6,特別是不少於4.5且不多於6之值,
- 隨後在步驟3中,在減壓下進行來自步驟2之產物混合物的蒸餾處理(distillative workup),隨意地使除去游離甲醇後的塔底產物在100℃至150℃且壓力≤ 10毫巴下邊混合邊反應0.5至1.5小時,隨後過濾在蒸餾單元底部所得之產物。
在步驟1中所使用之甲氧基矽烷和水的使用莫耳比有利地為1:0.8至1.3,較佳地為1:0.9至1.25,特佳地為1:1.0至1.2。
而且,在根據本發明之方法的步驟1中,可有利地使用碳酸氫鈉作為觸媒,其對所使用之甲氧基矽烷或乙氧基矽烷的莫耳比為0.0001至0.06:1,較佳地為0.0002至0.03:1,特佳地為0.0003至0.01:1,特別是0.0004至0.008:1。
除了3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷之外,在根據本發明之方法中亦可使用來自甲基三甲氧基矽烷或丙基三甲氧基矽烷中之群組的甲氧基矽烷以有利地獲得對應環氧基矽烷寡聚物共縮合物。
通常,根據本發明之方法如下進行:
該方法可在配備有回流冷卻器、計量添加單元、用於保護氣體覆蓋的裝置和真空蒸餾單元以及連接至反應設備的過濾設備之可加熱/可冷卻的攪拌設備中進行。
在該方法的步驟1中,最初可使用3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷或3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷和C1-至C8-烷基三甲氧基矽烷的混合物。將最初進料中之混合物與碳酸氫鈉和確定量的水組合,及與隨意地添加作為稀釋劑之甲醇混合。在步驟2中,接著將如此最初進料的反應混合物邊混合邊在55℃至90℃下加熱及反應1.5至5小時。隨後將溫度降低5℃至10℃並添加確定量的酸當量,較佳添加固體酸性離子交換劑,將該反應混合物中之pH調整至從不少於3.5至不多於6.5,較佳從不少於4至不多於6,特別是不少於4.5且不多於6之值。接著,在步驟3中,本產物混合物在減壓和控溫下的蒸餾處理,即實質上除去存在於產物混合物中之甲醇。除去游離甲醇後,接著隨意地使塔底產物在100℃至150℃且壓力≤ 10毫巴下後邊混合邊反應0.5至1.5小時至完成反應。隨過濾在蒸餾單元底部中如此獲得之產物。
此有利地提供一種具有較高活性物質比例的透明微黏稠且實質上無色之液體,其無有機溶劑且經超過4週,特別是經≥ 8週為儲存穩定的,其中單體反應物在如此獲得之含有環氧基矽烷寡聚物的組成物中之含量以組成物中Si之莫耳比例為基準計為不多於5 mol%及pH具有從不少於3.5至不多於6.5之值。
本發明因此亦提供一種可藉由根據本發明方法獲得之組成物。
本發明另外提供一種根據本發明或藉由根據本發明方法或藉由根據本發明方法可獲得之組成物之用途,其作為環氧樹脂調配物中之組分、作為底漆溶液中之偶合試劑、作為無機基材/基材表面上之密封劑、作為反應性黏合劑、作為共黏合劑、作為聚合物分散液中之添加劑及作為PU漆中之添加劑,其中根據本發明之組成物可有利地使用於例如異氰酸酯組分。
藉由下列實施例詳細說明本發明,而不限制本發明之標的:
實施例:
分析測量
NMR測量:
儀器:Bruker
頻率:400 MHz (1
H NMR);80 MHz (29
Si NMR)
掃瞄:64 (1
H NMR);500 (29
Si NMR)
溫度:294.2 K
溶劑:CDCl3
標準:四甲基矽烷 1
H NMR (400 MHz, CDCl3
) δ= [ppm] = 0.65 (m, 2H, H-2); 1.65 (m, 2H, H-3); 2.60 (m, 1H, H-7 a*); 2.82 (m, 1H, H-7 b*); 3.20 (m, 1H, H-6); 3.35 (m, 1H, H-5 a**);3.50 (m, 4H, H-4); 3.4 - 3.9 (s, -OCH3
); 3.75 (m, 1H, H-5 b**)
位置以通用符號H-1至H-7給出。若不可能明確分配信號,則分配的原子用星號(*)標記且可互換。
於0.65(H-2)的信號用作為所有使用的環氧基矽烷總和的參考(以0.5之係數校正,因為碳原子上有2個質子)。於2.82(H-7 b)之位移的信號對應於環氧基上的兩個質子之一。於此位移的積分必須除以於0.65(H-2)的校正積分並乘以100。
可獲得之值對應於矽烷或水解產物中完整的環氧基之數,以mol%計。29
Si NMR:(80 MHz, CDCl3
) δ = [ppm] = -42 (單體), -49至-51 (m-結構), -57至-61 (d-結構), -68至 -71 (t-結構)
GPC測量:
儀器: Agilent 1100系列
校準: Dynasylan® 6490
管柱1: 前置管柱MZ Gel SDplus線性5 µm,35℃
管柱2: MZ Gel SDplus 50A 5 µm,35℃
管柱3: MZ Gel SDplus 100A 5 µm,35℃
管柱4: MZ Gel SDplus 50A 500 µm,35℃
偵檢器:Agilent RID G1362A, 35℃
溶析液:甲基乙基酮
流率: 1.000 ml/min
注入體積:250 µm
測量間隔:1.000 sec
重量平均分子量 (Mw)
及數量平均分子量(Mn)
在各情況下具有:ni
= i-單體單元之物質的量[質量],Mi
= i-單體單元之莫耳質量。
本身為技術人員已知的重量平均和數量平均之定義的細節或者可從包含網際網路於http://de.wikipedia.org/wiki/Molmassenverteilung的來源,或從標準數學工作提供給讀者。
黏度的測定:
根據DIN 53019在25℃下測量黏度。
色值的測定:
根據ISO 4630和ISO 6271測定色值。
pH的測定:
根據DIN 38404-C5測定pH。將待測量之樣品與水以1:10比率混合並測量水相之pH。
性能試驗
交叉切割值的測定:
根據DIN EN ISO 2409測定交叉切割。根據下列評量表進行交叉切割等級的測定:
光澤值的測定:
根據DIN EN ISO 2813測定光澤值。
塗層之層厚的測定:
根據DIN 50984和DIN 50981使用Fischer Dualscope MP4C 層厚度測量儀器以EGAB 1.3測量探頭測定固化塗層之層厚度。
加速風化試驗(QUV-試驗):
根據標準DIN EN ISO 11507和DIN EN ISO 4892進行加速風化。
此包含使該待試驗之系統進行下列條件:
1. 04 h 00 min在55℃下之UVA燈照射循環(UVA-340)
2. 03 h 55 min在45℃下之縮合循環
3. 00 h 05 min水噴霧器。
使用流動杯之流動時間的測定:
根據DIN ISO 2431 使用具有4 mm孔徑之DIN 53211流動杯在儲存穩定性期間在室溫(17-24℃)下測量丙烯酸分散液之黏度。
比較例1至6和本發明實施例1至6的性能:
在裝有回流冷卻器的攪拌設備中,首先在氮氛圍下進料如表1中所報告的相關量之矽烷I和矽烷II。使用計量添加單元來計量加入如表1所報告的相關量之水、甲醇和觸媒的混合物。反應在如表1中所報告的相關反應溫度下進行且經相關的反應期間。一旦過了反應時間,就將反應混合物冷卻5℃至10℃,並按照本發明實施例計量添加確定量的酸當量。在真空下移除甲醇。為了完成反應,邊攪拌邊將反應保持在底部溫度> 100℃和壓力< 10毫巴下經1小時。隨後將如此獲得的產物通過油漆過濾器(尼龍織物,125 µm,Erich Drehkopf GmbH)過濾。
儲存穩定性實驗-儲存於60℃
儲存穩定性是產物的重要標準。環氧基矽烷和矽烷寡聚物特別是會因為大氣濕度(水)而進行水解和縮合。此導致分子量增加和黏度增加。然而,在酸、鹼或其他催化活性物質的存在下,環氧基也可在水解期間被被釋放的水分或甲醇打開。開環形成醇,接著該醇可再次與矽烷反應,從而導致交聯。黏度增加。在不利的情況下,甚至可發生膠凝。所釋放的甲醇不僅是穩定性的問題,而且因為其較高的甲醇含量而改變產物的毒理學等級及改變產物的閃點,因此也影響產物的安全性。因此,重要的是寡聚環氧基矽烷在儲存期間為穩定的,參見下表中存儲實驗的比較:
從上表可以明顯看出,比較例6 (來自EP1896522的“ESO 實施例3”)和比較例5 (根據CN106674521)從一開始就具有輕微的黃色變色。儲存致使這種變色增加。該等產物不可用於一些色敏感性應用。相比之下,本發明實施例即使在最初測量時,即直接在合成之後,也是無色的,且在儲存期間也沒有改變,即使在60℃下經儲存期間。本發明產物因此甚至也可有利地使用於色敏感性應用中。
由2K環氧漆組成的組成物及來自實施例1和6的本發明組成物之性能測試
含溶劑之2K 環氧漆在玻璃上的黏著性:
漆系統:
調配物:從組分A和B調配漆(0樣品),分成幾部分及隨後邊攪拌邊添加各自5重量%的來自本發明實施例1、來自本發明實施例6的組成物[也稱為矽烷組分],及作為比較樣品之單體GLYMO。隨後將各個調配物施加在玻璃試樣上。
濕層厚度:100 μm
固化:7天 在室溫(17 - 22℃)下
試樣:玻璃,Rocholl GmbH
試樣的清潔:Ridoline C72,10 g/l,4 min 62℃
煮沸試驗:將試樣置於沸水(100℃)中經2 h。煮沸試驗後,將試樣冷卻一小時,並測定交叉切割等級。
結果:
相較於0樣品,來自本發明實施例1和6之具有添加所謂的矽烷組分之樣品在沸水測試後顯示實質上較佳的黏著性。此外,含有單體矽烷GLYMO的調配物也顯示沒有改良黏著性的可能性。
水性2K EP漆在鋼上的黏著性:
漆系統:
調配物:從組分A和B調配環氧漆(0樣品),分成幾部分及隨後邊攪拌邊添加各自5重量%的來自本發明實施例3的組成物[也稱為矽烷組分],及作為比較樣品之單體GLYMO。隨後將各個調配物施加在鋼試樣上。
濕層厚度:100 μm
固化:7天 在室溫(17 - 22℃)下
試樣:鋼R-36,Rocholl GmbH
試樣的清潔:Ridoline C72,10 g/l,4 min 62℃
煮沸試驗:將試樣置於沸水(100℃)中經2 h。煮沸試驗後,將試樣冷卻一小時,並測定交叉切割等級。
結果:
相較於沒有添加矽烷的調配物(0樣品),來自本發明實施例3之具有添加所謂的矽烷組分之樣品在沸水測試後顯示實質上較佳的黏著性。相較於本發明組成物,單體矽烷GLYMO的添加也顯示較差的黏著性。
含溶劑之2K-PU漆在鋁上的黏著性:
漆系統:來自Novatic Dresdner Lackfabrik ZD-37的含溶劑之PU漆,天藍,具有固化劑ZH62
邊攪拌邊將3.0重量%的GLYMO和來自實施例1、5和6的本發明組成物各自加至備用調配物(0樣品)中。隨後用塗布器將各個漆調配物塗布在清潔過的鋁基材上。
濕層厚度:120 μm
固化:在室溫(17 - 22℃)下14天
試樣:鋁 5005,Rocholl GmbH
化學品和試樣的清潔:
Bonderite P3-aAA1568eco 152V,1 min 50℃,17.5 g/l和Eskaphor AB 7010 4-6%+0.1至0.5% Eskaphor EM 101,5 min 40℃
煮沸試驗:將試樣置於沸水(100℃)中經2 h。煮沸試驗後,將試樣冷卻一小時,並測定交叉切割等級。
結果:
相較於沒有添加矽烷的調配物(0樣品),在沸水試驗之後,包含來自實施例1、5和6的本發明組成物之調配物顯示實質上更佳的黏著性。單體矽烷GLYMO的添加也顯示較差的黏著性。
著色環氧漆之UV穩定性:
漆系統的UV穩定性非常重要,尤其是在室外應用中。因此,試驗具有來自實施例1的本發明組成物之著色2K環氧漆作為添加劑,並與單體GLYMO和來自比較例6的組成物(來自EP1896522的“ESO實施例3")比較。尤其是經由塗層的殘餘光澤測量/測定UV穩定性(QUV試驗,在85℃下)。
漆系統:
將組分A和B按所報告的比率混合(0樣品)。邊攪拌邊將10.0重量%的GLYMO和來自實施例1的本發明組成物以及來自比較例6的組成物(“來自EP18965229的ESO 實施例3”)各自加至備用調配物的樣品中。隨後用塗布器將漆調配物施加在清潔過的鋁基材上。
濕層厚度:60 μm
固化:80℃ 30分鐘+7天 室溫
試樣:鋁 5005,Rocholl GmbH
試樣的清潔:Eskaphor AB 7010,5% 在水+Eskaphor EM 101中,在水中之0.3%,在40℃下2分鐘
將固化的試樣進行加速風化試驗。定期測定光澤值。
結果:
從表中的實施例可明顯看出,在QUV試驗中經過450小時的風化後,不添加矽烷組分的調配物(0樣品)和具有10重量%的GLYMO的調配物達到33%或34%的殘餘光澤。相比之下,具有來自實施例1的本發明組成物之10重量%添加的調配物顯示84%的殘餘光澤及具有10重量%的來自比較例6(來自EP1896522的“ESO 實施例3”)之組成物顯示70%的殘餘光澤。也在本實施例中,具有來自實施例1的本發明組成物之本發明調配物也達到最高的殘餘光澤。此意指具有來自實施例1的本發明化合物之調配物具有最佳的紫外線穩定性。
在聚合物分散液中之穩定性:
通常將矽烷加至漆調配物中作為添加劑,以改良黏著性、風化穩定性或其他性質。因此,極為重要的是具有矽烷的調配物為穩定的。
在下列實驗中,試驗來自實施例1的本發明寡聚物在水性丙烯酸酯聚合物分散液中的穩定性,並與單體GLYMO和來自比較例6之組成物比較。為此,將各自3重量%的單體GLYMO、來自本發明實施例1之組成物和來自比較例6的寡聚物(來自EP1896522的“ESO實施例3”)邊攪拌邊加至水性丙烯酸酯聚合物分散液中。使用流杯經由流動時間來測量調配物的黏度。接著將經調配的分散液儲存在室溫(25℃)下。定期測量調配物的黏度。結果總結於下表中:
結果:
從表中可以明顯看出,沒有矽烷添加劑,聚合物分散液(Mowolith LDM 7719和Mowolith DM 7416)的黏度不會改變。相比之下,具有Mowolith LDM 7719和3重量%的GLYMO或來自比較例6之寡聚物的調配物僅14天後就為固體。相比之下,具有來自本發明實施例1之組成物的調配物僅顯示黏度的輕微增加。
具有聚合物分散液Mowolith DM 7416之調配物呈現相似的特性。沒有矽烷之聚合物分散液的黏度不會改變,而具有3重量%的GLYMO或來自比較例6的寡聚物之聚合物分散液Mowolith DM 7416僅在14天後就變成固體。具有來自實施例1的本發明寡聚物之調配物顯示即使在60天後黏度也沒有改變。因此已經顯示來自實施例1的本發明寡聚物在聚合物分散液中非常穩定且因此也特別有利地適合作為聚合物分散液的添加劑。
Claims (12)
- 根據請求項1之組成物,其中該組成物包含環氧丙基氧基丙基甲氧基矽烷寡聚物的混合物。
- 根據請求項1之組成物,其具有600至2000mPa.s之黏度、以組成物為基準計為小於0.5重量%之甲醇含量、600至2000g/mol之分子量(Mn)、且除甲醇外不含有機溶劑。
- 根據請求項1至3中任一項之組成物,以組成物中所有組分為基準計,其具有<40重量%之 用於改良與水的互溶性或溶解度之添加劑的含量。
- 根據請求項1至3中任一項之組成物,其中聚乙二醇單甲基醚或丙二醇單甲基醚被使用。
- 一種製造根據請求項1至6中任一項之組成物之方法,其中- 在步驟1中,使用3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷或3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷和C1-至C8-烷基三甲氧基矽烷的混合物,及在碳酸氫鈉之存在下與確定量的水組合,及混合,其中可以隨意地添加甲醇作為稀釋劑,- 在步驟2中,將反應混合物邊混合邊在55℃至90℃下加熱及反應1.5至5小時,隨後將溫度降低5℃至10℃並添加確定量的酸當量,將pH調整至從不少於3.5至不多於6.5之值,- 隨後在步驟3中,在減壓下進行來自步驟2之產物混合物的蒸餾處理(distillative workup),隨意地使除去游離甲醇後的塔底產物在100℃至150℃且壓力10毫巴下邊混合邊反應0.5至1.5小時,然後過濾在蒸餾單元底部中如此獲得之產物。
- 根據請求項7之方法,其中在步驟1中所使用之甲氧基矽烷和水的使用莫耳比為1:0.8至1.3。
- 根據請求項7之方法,其中在步驟1中,使用碳酸氫鈉作為觸媒,其對所使 用之甲氧基矽烷的莫耳比為0.0001至0.06:1。
- 根據請求項7至9中任一項之方法,其中除了3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷之外,使用來自甲基三甲氧基矽烷或丙基三甲氧基矽烷中之群組的甲氧基矽烷。
- 一種根據請求項7至10中任一項之方法可獲得之水性組成物。
- 一種根據請求項1至6中任一項之組成物、根據請求項7至10中任一項之方法可獲得之組成物或根據請求項11之組成物之用途,其作為環氧樹脂調配物中之組分、作為底漆溶液中之偶合試劑、作為基材表面上之密封劑、作為反應性黏合劑、作為共黏合劑、作為聚合物分散液中之添加劑及作為PU漆中之添加劑。
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