WO2015158859A2 - Vernetzungskatalysator mit polyether-struktureinheiten - Google Patents

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    • B01J2231/10—Polymerisation reactions involving at least dual use catalysts, e.g. for both oligomerisation and polymerisation
    • B01J2231/14—Other (co) polymerisation, e.g. of lactides or epoxides
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    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated

Definitions

  • the invention relates to catalysts for curable compositions, in particular for silane-containing compositions.
  • Curable compositions play an important role in many technical applications, for example as adhesives, sealants or coatings. Their curing is effected by crosslinking reactions which proceed via free or latent reactive groups such as isocyanate groups, epoxide groups, hydroxyl groups, amino groups or silane groups, which react after mixing, by heating or by contact with moisture with themselves or with each other and so in the Covalently connect the composition contained in the composition to a polymeric network. Catalysts are often used to accelerate such crosslinking reactions. Very often these are toxicologically questionable substances which pose a potential hazard to the processor and the environment, in particular after curing of the composition, when the catalyst or its degradation products are released by outgassing, migration or leaching.
  • free or latent reactive groups such as isocyanate groups, epoxide groups, hydroxyl groups, amino groups or silane groups
  • Silane-group-containing polymers are in particular polyorganosiloxanes, which are commonly referred to as “SNicone” or “silicone rubbers”, and silane-containing organic polymers, which are also known as “silanfunktionelle polymers", “silane-modified polymers” (SMP) or Their crosslinking proceeds via the condensation of silanol groups to form siloxane bonds and is conventionally catalyzed by means of organotin compounds, in particular di-alkyltin (IV) carboxylates, which are characterized by a "silane-terminated polymer” (STP) very high activity in terms of silanol condensation and are very resistant to hydrolysis, but they are harmful to health and hazardous to. Often they are combined with other catalysts, mainly with basic compounds such as amines in particular, which accelerate the upstream hydrolysis of the silane groups.
  • STP silane-terminated polymer
  • organotin compounds have been described as alternative metal catalysts.
  • these usually have a lower catalytic activity with respect to the silanol condensation and cause significantly slower crosslinking. Because of their lack of hydrolytic stability they can lose a large part of their activity when storing the composition by residual moisture content of the ingredients, whereby the curing slowed down greatly or comes to a standstill.
  • organotin compounds are strongly basic nitrogen compounds from the class of amidines and guanidines, which can be used in combination with the mentioned metal catalysts or alone.
  • many of the common amidine and guanidine catalysts in particular 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) and 1,1,3,3-tetramethylguanidine (TMG)
  • DBU 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene
  • TMG 1,1,3,3-tetramethylguanidine
  • DBU 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene
  • TMG 1,1,3,3-tetramethylguanidine
  • the described use of aromatic, solid at room amidines and guanidines remedy this, but requires the use of suitable solvents and brings about losses in the catalytic activity and thus the crosslinking rate. Presentation of the invention
  • the object of the present invention is therefore to provide a catalyst for the crosslinking of curable compositions, in particular silane-group-containing compositions, which has a high catalytic activity. possesses activity for the crosslinking reaction and thus allows rapid curing of the applied composition, and has a high selectivity for this crosslinking reaction and thus does not affect the storage stability of the composition overly. Furthermore, the catalyst should have a low vapor pressure and high compatibility with the composition, so that it tends neither to separation or migration nor evaporation, should be as odorless and low in toxicity and should be liquid at room temperature, so it is also used without solvent can be.
  • the catalyst according to claim 1 contains aliphatic amidine or guanidine groups and shows a high catalytic activity, while aromatic amidines or guanidines are hardly or not catalytically active. In contrast to many known from the prior art aliphatic amidine or guanidine catalysts, it is odorless at room temperature, liquid and surprisingly low viscosity. He shows a very high kalatytician activity with good
  • the catalyst of claim 1 is eminently suitable for use in silane group-containing compositions where, as the sole catalyst or in combination with other catalysts, it enables rapid cure to a high mechanical strength material without increasing the shelf life of the uncured composition affect. Surprisingly, it is excellently compatible with curable compositions both before and after curing and is prone to neither separation nor migration. It is particularly surprising that the catalyst does not migrate to the surface during curing when used as a crosslinking catalyst in curable compositions, although it contains no functional groups, such as silane groups, which would allow incorporation into the cured polymer.
  • the catalyst according to claim 1 in a surprisingly simple and fast process without additives from commercially available, inexpensive starting materials can be produced.
  • the invention relates to a catalyst of the formula (I)
  • n 1 or 2 or 3
  • A is a polyoxyalkylene radical or a radical of a polyoxyalkylated compound and optionally has one or two terminal primary or secondary amino groups or hydroxyl groups, and
  • Z is a radical of the formula stands,
  • R 1 and R ° independently of one another are each hydrogen or an alkyl or cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 8 C atoms
  • R 2 is hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 18 C atoms, which optionally contain heteroatoms and which optionally has terminal primary or secondary amino groups, is,
  • R 3 is -NR 4 R 5 or is hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 12 C atoms
  • R 4 and R 5 independently of one another each represent hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 18 C atoms, which optionally contains heteroatoms
  • R 1 and R 2 together can also stand for an alkylene radical having 2 to 6 C atoms,
  • R 2 and R ° can also stand together for an alkylene radical having 3 to 6 C atoms, which optionally contains heteroatoms,
  • R 2 and R 3 together can also stand for an alkylene radical having 3 to 6 C atoms,
  • R 4 and R 5 together for an alkylene radical having 4 to 7 carbon atoms, which optionally contains heteroatoms, may stand, and
  • R 2 and R 5 together can also stand for an alkylene radical having 2 to 12 C atoms;
  • the catalyst of formula (I) does not contain a nitrogen atom which is directly attached to an aromatic ring or part of a heteroaromatic ring system, such as imidazole or pyrimidine.
  • silane group denotes a silyl group bonded to an organic radical or to a polyorganosiloxane radical having one to three, in particular two or three, hydrolyzable substituents on the silicon atom , Alkoxy, ketoximato, amido or enoxy radicals having 1 to 13 carbon atoms, preferably alkoxy or ketoximato radicals, particularly preferably alkoxy radicals; the latter silane groups are referred to below as "alkoxysilane groups”.
  • silane groups furthermore refers to silanol groups which correspond formally partially or completely hydrolyzed silane groups and have one or more hydroxyl radicals on the silicon atom.
  • hydroxysilane denotes organoalkoxysilanes which have one or more hydroxyl, isocyanato, amino or mercapto groups on the organic radical in addition to the silane group.
  • organic polymer encompasses a collective of chemically unitary but different in terms of degree of polymerization, molecular weight and chain length macromolecules, which was prepared by a poly-reaction (polymerization, polyaddition, polycondensation) and having a majority of carbon atoms in the polymer backbone, as well as reaction products of such a group of macromolecules
  • Polymers having a polydiorganosiloxane backbone commonly referred to as "silicones” are not organic polymers within the meaning of the present document.
  • silane-group-containing polyether also encompasses silane-group-containing organic polymers which, in addition to polyether units, may also contain urethane groups, urea groups or thiourethane groups Such silane-group-containing polyethers may also be termed “silane-containing polyurethanes" become.
  • molecular weight is meant in this document the molar mass (in grams per mole) of a molecule or part of a molecule, also referred to as “residue”.
  • average molecular weight denotes the number average M n of an oligomeric or polymeric mixture of molecules or radicals, which is usually determined by means of gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene as standard.
  • a substance or composition is defined as “storage stable” or “storable” if it can be stored at room temperature in a suitable dressing for a prolonged period of time, typically at least 3 months to 6 months or more, without being absorbed their application or service properties, in particular the viscosity and the rate of crosslinking, changed by the storage in a relevant for their use to the extent.
  • a dashed line in the formulas in this document in each case represents the bond between a substituent and the associated molecular residue.
  • a "room temperature” is a temperature of about 23 ° C.
  • the catalyst of formula (I) may also be in tautomeric form. All possible tautomeric forms of the catalyst of the formula (I) are considered equivalent in the context of the present invention.
  • the catalyst of the formula (I) can be present in protonated form.
  • the catalyst of the formula (I) can be present in complexed form, in particular with cations of zinc, iron or molybdenum.
  • A preferably has an average molecular weight in the range from 180 to 5 ⁇ 00 g / mol, particularly preferably 200 to 2 ⁇ 00 g / mol. These catalysts of the formula (I) are particularly readily accessible and of low viscosity.
  • a polyoxyalkylene radical suitable as A is in particular a polyoxyalkylene radical from the polyaddition of oxiranes, in particular ethylene oxide and / or 1,2-propylene oxide and / or 1,2-butylene oxide to starter molecules having two active hydrogen atoms, in particular water, glycols such as 1 , 2-ethanediol, 1, 2- or 1, 3-propanediol, 2-methyl-1, 3-propanediol, 1, 2 or 1, 3 or 1, 4-butanediol, 1, 3 or 1 , 5-pentanediol, 3-methyl-1, 5-pentanediol, 1, 2- or 2,5- or 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycols, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycols or poly (tetra - methylene ether) glycols.
  • oxiranes
  • polyoxyalkylene radical suitable as A is a poly (oxytetramethylene) radical from the ring-opening polymerization of tetrahydrofuran, which optionally has fractions of other oxyalkylene units, in particular 1,2-oxypropylene or oxybutylene units.
  • a suitable radical A of a polyoxyalkylated compound is a radical from the polyaddition of oxiranes such as in particular ethylene oxide and / or 1, 2-propylene oxide and / or 1, 2-butylene oxide to starter molecules having one to three active hydrogen atoms, in particular to alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, 2-ethylhexanol, lauryl alcohol, stearyl alcohol or fatty alcohol mixtures of natural fats such as Ci2-i4 fatty alcohols, phenol or alkylphenols such as cresol, tert-butylphenol, nonylphenol or dodecylphenol, to diols such as 1 , 4-dimethylolcyclohexane or 3 (4), 8 (9) -bis (hydroxymethyl) tricyclo- [5.2.1 .0 2,6 ] decane, to diphenols such as bisphenol F or bisphenol A or to
  • Triols such as glycerol or 1,1,1-trimethylolpropane.
  • These catalysts of the formula (I) are particularly readily available and are particularly well tolerated with curable compositions.
  • A is a polyoxypropylene radical having an average molecular weight in the range of 200 to 2 ⁇ 00 g / mol.
  • A is largely free of primary or secondary amino groups and / or of hydroxyl groups.
  • n is preferably 1 or 2, in particular 2.
  • R 1 and R ° are each independently of one another in each case hydrogen or an alkyl radical having 1 to 4 C atoms, in particular hydrogen.
  • R 2 is preferably hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 12 C atoms, in particular 1 to 8 C atoms, which optionally contains heteroatoms.
  • R 3 is preferably -NR 4 R 5 or hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 8 C atoms.
  • R 3 is -NR 4 R 5 .
  • R 4 and R 5 are each, independently of one another, each hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 12 C atoms, which optionally contains an oxygen atom or a nitrogen atom. Furthermore, R 4 and R 5 together are preferably an alkylene radical having 4 to 7 C atoms, which optionally contains an oxygen atom or a nitrogen atom. Further preferably, R 1 and R 2 together represent an alkylene radical having 2 to 4 C atoms, in particular 2 or 3 C atoms.
  • R 2 and R ° together are preferably an alkylene radical having 4 to 6 C atoms, which optionally contains heteroatoms.
  • R 2 and R 3 together are preferably an alkylene radical having 3 to 5 C atoms.
  • R 2 and R 5 together are preferably an alkylene radical having 2 to 4 C atoms.
  • R 4 is hydrogen
  • the preferred embodiments of the catalyst of formula (I) can be prepared from commercially available, inexpensive raw materials and have particularly good properties in terms of catalytic activity and compatibility in curable compositions, in particular silane-containing compositions.
  • R 3 is hydrogen or an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 12, preferably 1 to 8, in particular 1 to 4, C atoms, or R 2 and R 3 together represent an alkylene radical having 3 to 6, in particular 3 to 5, carbon atoms.
  • These catalysts of the formula (I) have amidine groups.
  • R 3 is hydrogen or methyl, especially methyl.
  • R 1 is hydrogen or together with R 2 is 1, 2-ethylene or 1, 3-propylene.
  • R 2 is hexyl, cyclohexyl, benzyl, 2-ethylhexyl, octyl, decyl, dodecyl or 2-methoxyethyl, or together with R 1 is 1, 2-ethylene or 1, 3-propylene.
  • the preferred embodiments of the amidine-containing catalysts of the formula (I) are distinguished by good catalytic activity and excellent compatibility in curable compositions. Compared with guanidine-containing catalysts of the formula (I), they have the advantage that they have a not so high catalytic activity. and thus can be used in a slightly higher amount, whereby they are less susceptible to interference by other components of the composition, in particular the impurities contained therein.
  • R 3 is -NR 4 R 5 .
  • catalysts of the formula (I) have guanidine groups. They are characterized by a low viscosity, in comparison to the amide-containing catalysts even higher catalytic activity and excellent compatibility in curable compositions.
  • R 4 is preferably hydrogen
  • R 2 and R 5 are each, independently of one another, each an alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical having 1 to 18 C atoms, which optionally contains heteroatoms, and
  • R 1 is preferably hydrogen.
  • the preferred embodiments of the guanidine-containing catalysts of the formula (I) have the formula (Ia).
  • Catalysts of the formula (Ia) are particularly easy to prepare and have a particularly high catalytic activity.
  • R 2 and R 5 are particularly preferably each independently of one another ethyl, isopropyl, tert-butyl, 3- (dimethylamino) propyl or cyclohexyl, in particular in each case isopropyl or cyclohexyl, most preferably in each case for cyclohexyl.
  • Particularly preferred guanidine group-containing catalysts of the formula (I) are selected from the group consisting of 1, 1 '- ( ⁇ , ⁇ -polyoxypropylene) bis (2,3-diisopropylguanidine) having a molecular weight in the range of about 470 to 2'. 300 g / mol and 1, 1 '- (a, co-polyoxypropylene) bis (2,3-dicyclohexylguanidine) having a molecular weight in the range from about 630 to 2500 g / mol.
  • the catalyst of the formula (I) is obtained in particular by the reaction of at least one polyetheramine with at least one reagent for introducing an amidine or guanidine group selected from the group consisting of orthoesters, 1, 3-ketoesters, 1, 3 Ketoamides, nitriles, imidic acid esters, imidic acid chlorides, amides, lactams, cyanamide, carbodiimides, ureas, O-alkylisoureas, thioureas, S-alkylisothioureas, aminoiminomethanesulfonic acids, guanylpyrazoles and guanidines.
  • an amidine or guanidine group selected from the group consisting of orthoesters, 1, 3-ketoesters, 1, 3 Ketoamides, nitriles, imidic acid esters, imidic acid chlorides, amides, lactams, cyanamide, carbodiimides, ureas, O-alkylisoureas,
  • orthoesters 1,3-ketoesters, 1,3-ketamidides, nitriles, imidic acid esters, imidic acid chlorides, amides and lactams are suitable, in particular orthoesters, 1,3-ketoesters and nitriles.
  • Preferred orthoesters are orthoformates, orthoacetates, orthopropionates, orthobutyrates and orthovalerates, in particular trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, trimethyl orthoacetate and triethyl orthoacetate.
  • Preferred 1,3-keto esters are methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, isopropyl acetoacetate or tert-butyl acetoacetate, especially ethyl acetoacetate.
  • Preferred nitriles are acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile and capronitrile, in particular acetonitrile.
  • An amidine-containing catalyst of the formula (I) is preferably obtained by the reaction of at least one polyetheramine with at least one orthoester of the formula R 3 -C (OR a ) 3 and optionally at least one monoamine of the formula R 2 -NH-R °, in particular R 2 -NH 2 , releasing alcohol R a OH, wherein R a is in particular an alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms.
  • This reaction is preferably carried out at elevated temperature, in particular at 40 to 160 ° C and more preferably at 60 to 140 ° C, and elevated pressure in the presence of a catalyst.
  • an amidine-containing catalyst of the formula (I) is preferably obtained by the reaction of at least one polyetheramine with at least one 1, 3-keto ester of the formula R 3 -C (O) CH 2 C (O) OR a .
  • This reaction is preferably carried out at a temperature of 20 to 100 ° C, in particular 40 to 80 ° C, wherein the liberated ester CH 3 C (O) OR a is preferably removed by distillation.
  • a catalyst in particular an acid, preferably a sulfonic acid.
  • Preferred monoamines are n-hexylamine, cyclohexylamine, benzylamine, 2-ethylhexylamine, n-octylamine, n-decylamine, laurylamine and 2-methoxyethylamine.
  • the implementation can take place in one or more stages.
  • reaction product from this process is preferably used without workup and / or purification in the composition, except for the removal by distillation of volatile compounds, optionally under vacuum.
  • mixtures are typically formed which, in addition to the desired catalyst of the formula (I), contain oligomeric by-products with a plurality of amidine groups.
  • the reaction is then preferably carried out so that at least 2 moles of polyether diamine or 3 moles of polyether triamine are used per mole of orthoester or 1,3-ketoester in order to minimize by-product formation.
  • the resulting catalysts of the formula (I) have primary or secondary amino groups.
  • the reaction is preferably carried out so that about 1 mol of orthoester or 1, 3-ketoester is used for each Aminopropylaminoè.
  • a catalyst of the formula (I) having at least one amidine group is obtained in which R 1 and R 2 together represent 1, 3-propylene.
  • a reaction product of orthoacetate and a double-aminopropylated polyoxypropylenediamine in the molar ratio 2/1 is exemplified:
  • the catalyst of the formula (I) has cyclic amidine groups, a six-membered ring is preferable because of the high catalytic activity.
  • Cyanamides, carbodiimides, ureas, O-alkylisoureas, thioureas, S-alkylisothioureas, aminoimino-methanesulfonic acids, guanylpyrazoles and guanidines are suitable for introducing guanidine groups. Cyanamides and carbodiimides are preferred.
  • Suitable carbodiimides are typically aliphatic, cycloaliphatic or arylaliphatic carbodiimides, in particular simple, commercially available aliphatic and cycloaliphatic carbodiimides, preferably N, N'-diisopropylpodiimide (DIC), N, N'-di-tert-butylcarbodiimide, N, N '-Dicyclohexylcarbodiimide (DCC) or N-ethyl-N' - (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC), more preferably ⁇ , ⁇ '-diisopropylcarbodiimide (DIC) or N, N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), especially DCC.
  • DIC N'-diisopropylpodiimide
  • DCC N, N'-Dicyclohexylcarbodiimide
  • EDC N-ethy
  • the reaction of the polyetheramine with the carbodiimide is preferably carried out at elevated temperature, in particular at 40 to 160 ° C. and more preferably at 60 to 140 ° C.
  • the reaction can be carried out completely without the use of VOC solvents.
  • a catalyst may be used, especially an acid such as e.g. a carboxylic acid or carbonic acid, or a Lewis acid such as e.g. Boron trifluoride etherate, aluminum chloride, aluminum acetylacetonate, iron (III) chloride, lithium perchlorate, zinc chloride, zinc acetate, zinc neodecanoate, zinc acetylacetonate, zinc triflate or lanthanum triflate.
  • an acid such as e.g. a carboxylic acid or carbonic acid
  • a Lewis acid such as e.g. Boron trifluoride etherate, aluminum chloride, aluminum acetylacetonate, iron (III) chloride, lithium perchlorate
  • the implementation can take place in one or more stages.
  • the carbodiimide is used stoichiometrically with respect to the amino groups of the polyetheramine.
  • the resulting catalyst of the formula (I) is substantially free of primary or secondary amino groups.
  • polyetheramine for the preparation of a catalyst of the formula (I) are suitable polyoxyalkylenes or polyoxyalkylated compounds containing terminal amino groups, such as commercially available for example under the trade name Jeffamine ® (from Huntsman), polyetheramines available (from BASF) or PC amines ® (of Nitroil) are, in particular those having an average molecular weight in the range of about 200 to 5 ⁇ 00 g / mol, in particular the following:
  • - polyether monoamines particularly alcohol-launched types, such as Jeffamine ® M-600, Jeffamine ® M-1000, Jeffamine ® M-2005, Jeffamine ® M-2070, Jeffamine ® XTJ-581, Jeffamine ® XTJ-249, Jeffamine ® XTJ-435 or alkyl phenol-initiated types like Jeffamine ® XTJ-436 (all available from Huntsman).
  • polyetheramines having primary amino groups preferred are polyetheramines having primary amino groups. Of these, preference is furthermore given to polyetheramines having an average molecular weight in the range from about 220 to 2 ⁇ 00 g / mol.
  • a preferred polyetheramine is a polyoxypropylenediamine which optionally has fractions of other oxyalkylene units such as, in particular, oxyethylene or 1,2-oxybutylene units, or a poly (tetramethylene ether) diamine which optionally has 1, 2-oxypropylene units , or a polyether monoamine or diamine or triamine with predominantly 1, 2-oxypropylene units from the polyaddition of 1, 2-propylene oxide to starter molecules selected from the group consisting of alcohols, fatty alcohols, alkylphenols, diols and triols.
  • the polyetheramine is a polyoxypropylenediamine having an average molecular weight in the range of about 220 to 2 ⁇ 00 g / mol.
  • the polyether is a polyoxypropylene diamine having an average molecular weight in the range of about 400 to 500 g / mol, especially Jeffamine ® D-400 or Jeffamine ® XTJ-582 (both available from Huntsman) or PC-amines ® DA 400 (of Nitroil ) or polyetheramine D 400 (from BASF).
  • a catalyst of the formula (I) this is prepared in the presence of a silane-containing polymer.
  • the polyetheramine and the reagent for introducing an amidine or guanidine group are dissolved or suspended in the silane-containing polymer and reacted at elevated temperature, in particular at a temperature in the range from 40 to 120 ° C.
  • This preparation of the catalyst of the formula (I) is particularly advantageous since the catalyst is formed only with a certain time delay, which may be an advantage in practice.
  • This production method is particularly advantageous for the reaction of polyetheramines with carbodiimides.
  • the catalyst of the formula (I) can be used in particular for accelerating the crosslinking of curable compositions.
  • suitable curable compositions are epoxy resin compositions, in particular hot-curing systems crosslinking via dicyandiamide or carboxylic acids or carboxylic anhydrides, such as are used, for example, in adhesives, coatings and casting resins; Polyurethane compositions, in particular two-component, by reaction of polyols with isocyanates crosslinking systems, such as those used for adhesives, coverings, potting compounds, sealing joints, moldings or block foams, and one-component systems with blocked isocyanate groups or blocked amino groups, such as those in Pulp, coil coatings, electrodeposition paints and liquid coatings are used; Epoxy-polyurethane hybrid systems; Cyanate ester resin compositions; and silane group-containing compositions.
  • silane-containing compositions which cure quickly even at relatively low Katalyator concentration and do not tend to migration-related errors such as separation, exudation or substrate contamination.
  • the invention also relates to the use of a catalyst of the formula (I) in a curable composition, in particular a silane-containing composition, as a crosslinking catalyst.
  • the curable composition is in particular an adhesive, a sealant or a coating.
  • Another object of the invention is a curable composition containing at least one catalyst of formula (I) as described above.
  • Such a composition contains in particular at least one epoxy resin or at least one polyisocyanate or at least one blocked isocyanate or at least one cyanoester resin or at least one silane group-containing polymer.
  • the curable composition preferably comprises at least one silane group-containing polymer.
  • the silane group-containing polymer in one embodiment is a silane-terminated polyorganosiloxane which preferably has the formula (III)
  • X is a hydroxyl radical or an alkoxy, acetoxy, ketoximato, amido or enoxy radical having 1 to 13 C atoms;
  • a 0, 1 or 2;
  • n is an integer in the range of 50 to about 2,500.
  • R is preferably methyl, vinyl or phenyl.
  • R 'and R are each, independently of one another, each an alkyl radical having 1 to 5, preferably 1 to 3, C atoms, in particular methyl.
  • X is preferably a hydroxyl radical or an alkoxy or Ketoximato radical having 1 to 6 C-atoms, in particular a hydroxyl, methoxy, ethoxy, methylethyl ketoximato or methyl isobutylketoximato radical.
  • X is a hydroxyl radical.
  • a is preferably 0 or 1, in particular 0.
  • m is preferably chosen so that the polyorganosiloxane of the formula (III) at room temperature has a viscosity in the range from 100 to 500 ⁇ 00 mPa s, in particular from 1000 to 100 ⁇ 00 mPa s.
  • the curable composition preferably comprises a silane crosslinker, in particular a silane of the formula (IV),
  • R '" is a monovalent hydrocarbon radical having 1 to 12 C atoms
  • X' is a hydroxyl radical or an alkoxy, acetoxy, Ketoximato, amido or enoxy radical having 1 to 13 C. Atoms stands;
  • q represents a value of 0, 1 or 2, in particular 0 or 1.
  • silanes of the formula (IV) are methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propytrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltris (methylethylketoximo) silane, vinyltris (methylethylketoximo) silane and methyltris (isobutyl ketoximo) silane.
  • the silane-group-containing polymer in a preferred embodiment of the invention is a silane-containing organic polymer, in particular a polyolefin, polyester, polyamide, poly (meth) acrylate or polyether or a mixed form of these polymers, which carries one or preferably several groups ,
  • the silane groups can be laterally in the chain or terminal and are bound via a carbon atom to the organic polymer.
  • the silane-group-containing organic polymer is particularly preferably a silane-containing polyolefin or a silane-containing polyester or a silane-containing poly (meth) acrylate or a silane-containing polyether or a mixed form of these polymers. Most preferred is a silane group-containing polyether.
  • Preferred silane groups on the organic polymer are alkoxysilane groups, in particular end groups of the formula (V),
  • R 7 is a linear or branched, monovalent hydrocarbon radical having 1 to 5 C atoms, in particular methyl, ethyl or isopropyl;
  • R 8 is a linear or branched, monovalent hydrocarbon radical having 1 to 8 C atoms, in particular methyl or ethyl;
  • x is a value of 0 or 1 or 2, preferably 0 or 1, in particular 0.
  • R 7 is methyl or ethyl.
  • the radical R 7 is preferably an ethyl group, since in this case ecologically and toxicologically harmless ethanol is released during the curing of the composition.
  • trimethoxysilane groups dimethoxymethylsilane groups or triethoxysilane groups.
  • methoxysilane groups have the advantage that they are particularly reactive
  • ethoxysilane groups have the advantage that they are toxicologically advantageous and particularly stable on storage.
  • the silane group-containing organic polymer has on average preferably 1 .3 to 4, in particular 1 .5 to 3, particularly preferably 1 .7 to 2.8 silane groups per molecule.
  • the silane groups are preferably terminal.
  • the silane-group-containing organic polymer preferably has an average molecular weight, determined by means of GPC over polystyrene standard, in the range from 1000 to 30 ⁇ 00 g / mol, in particular from 2000 to 20 ⁇ 00 g / mol.
  • the silane group-containing organic polymer preferably has a silane-equivalent weight of 300 to 25 ⁇ 00 g / Eq, in particular from 500 to 15 ⁇ 00 g / Eq, on.
  • the silane group-containing organic polymer may be solid or liquid at room temperature. It is preferably liquid at room temperature.
  • the silane-group-containing organic polymer is most preferably a silane-containing polyether which is liquid at room temperature, the silane groups being in particular dialkoxysilane groups and / or trialkoxysilane groups, more preferably trimethoxysilane groups or triethoxy-silane groups.
  • Methods for the preparation of silane-containing polyethers are known in the art.
  • silane-containing polyethers are obtainable from the reaction of allyl-containing polyethers with hydrosilanes, optionally with chain extension with, for example, diisocyanates.
  • silane-containing polyethers are obtainable from the copolymerization of alkylene oxides and epoxysilanes, optionally with chain extension with, for example, diisocyanates.
  • silane-containing polyethers are obtainable from the reaction of polyether polyols with isocyanatosilanes, optionally with chain extension with diisocyanates.
  • silane-containing polyethers are obtainable from the reaction of isocyanate-containing polyethers, in particular NCO-terminated urethane polyethers, from the reaction of polyether polyols with a superstoichiometric amount of polyisocyanates, with amino silanes, hydroxysilanes or mercaptosilanes.
  • Silane-group-containing polyethers from this process are particularly preferred. This method allows the use of a variety of commercially available, inexpensive starting materials, with which different polymer properties can be obtained, for example, a high ductility, a high strength, a low elastic modulus, a low glass transition point or a high weather resistance.
  • the silane-group-containing polyether is particularly preferably obtainable from the reaction of NCO-terminated urethane polyethers with aminosilanes or hydroxysilanes.
  • Suitable NCO-terminated urethane polyethers are obtainable from the reaction of polyether polyols, in particular polyoxyalkylene diols or polyoxyalkylene triols, preferably polyoxypropylene diols or polyoxypropylene triols, with a superstoichiometric amount of polyisocyanates, especially diisocyanates.
  • the reaction between the polyisocyanate and the polyether polyol is carried out with exclusion of moisture at a temperature of 50 ° C to 160 ° C, optionally in the presence of suitable catalysts, wherein the polyisocyanate is metered so that its isocyanate groups in relation to the hydroxyl groups of the polyol are present in the stoichiometric excess.
  • the excess of polyisocyanate is chosen so that in the resulting urethane polyether after the reaction of all hydroxyl groups, a content of free isocyanate groups of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 4% by weight, particularly preferably 0.3 to 3% by weight. %, based on the total polymer, remains.
  • HDI 1,6-hexamethylene diisocyanate
  • IPDI 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane
  • TDI 6-Toluylendiiso- cyanate and any mixtures of these isomers
  • MDI 4,4'-, 2,4'- and 2,2'- diphenylmethane diisocyanate
  • Particularly suitable polyether polyols are polyoxyalkylenediols or polyoxyalkylenetriols having a degree of unsaturation lower than 0.02 meq / g, in particular lower than 0.01 meq / g, and an average molecular weight in the range from 400 to 25,000 g / mol, in particular from 1,000 to 20,000 g / mol.
  • polyether polyols In addition to polyether polyols, it is also possible proportionally to use other polyols, in particular polyacrylate polyols, and low molecular weight diols or triols.
  • Suitable aminosilanes for the reaction with an NCO-terminated urethane polyether are primary and secondary aminosilanes.
  • Suitable hydroxysilanes for the reaction with an NCO-terminated urethane polyether are obtainable in particular from the addition of aminosilanes to lactones or to cyclic carbonates or to lactides.
  • aminosilanes are 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 4-aminobutyltrimethoxysilane, 4-aminobutyltriethoxysilane, 4-amino-3-methylbutyltrimethoxysilane, 4-amino-3-methyl - butyl-triethoxysilane, 4-amino-3,3-dimethylbutyl-trimethoxysilane, 4-amino-3,3-dimethylbutyl-triethoxysilane, 2-aminoethyl-trimethoxysilane or 2-aminoethyl-triethoxysilane.
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane 3-aminopropyltriethoxysilane, 4-amino-3,3-dimethylbutyltrimethoxysilane or 4-amino-3,3-dimethylbutyltriethoxysilane.
  • Suitable lactones are, in particular, ⁇ -valerolactone, ⁇ -octalactone, ⁇ -decalactone, and ⁇ -decalactone, in particular ⁇ -valerolactone.
  • Particularly suitable cyclic carbonates are 4,5-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-1,3-dioxolan-2 on, 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one or 4- (phenoxymethyl) -1,3-dioxolan-2-one.
  • lactides are 1,4-dioxane-2,5-dione (lactide from 2-hydroxyacetic acid, also called “glycolide”), 3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione ( lac tide from lactic acid, also called “lactide”) and 3,6-diphenyl-1,4-dioxane-2,5-dione (lactic acid from mandelic acid).
  • Preferred hydroxysilanes obtained in this manner are N- (3-thethoxysilylpropyl) -2-hydroxypropanamide, N- (3-trimethoxysilylpropyl) -2-hydroxypropanamide, N- (3-triethoxysilylpropyl) -4-hydroxypentanamide, N - (3-triethoxysilylpropyl) -4-hydroxyoctanamide, N- (3-triethoxysilylpropyl) -5-hydroxy-decanamide and N- (3-thethoxysilylpropyl) -2-hydroxypropylcarbamate.
  • suitable hydroxysilanes are also obtainable from the addition of aminosilanes to epoxides or from the addition of amines to epoxysilanes.
  • Preferred hydroxysilanes obtained in this manner are 2-morpholino-4 (5) - (2-trimethoxysilylethyl) cyclohexan-1-ol, 2-morpholino-4 (5) - (2-triethoxysilylethyl) cyclohexan-1-ol or 1-morpholino-3- (3- (triethoxysilyl) propoxy) propan-2-ol.
  • silane-group-containing polyethers are products which can be obtained commercially, in particular the following: MS Polymer TM (from Kaneka Corp .; in particular the types S203H, S303H, S227, S810, MA903 and S943); MS Polymer TM or Silyl TM (from Kaneka Corp., especially the types SAT010, SAT030, SAT200, SAX350, SAX400, SAX725, MAX450, MAX951); Excestar ® (Asahi Glass Co.
  • MS Polymer TM from Kaneka Corp .; in particular the types S203H, S303H, S227, S810, MA903 and S943
  • MS Polymer TM or Silyl TM from Kaneka Corp., especially the types SAT010, SAT030, SAT200, SAX350, SAX400, SAX725, MAX450, MAX951
  • Excestar ® Asahi Glass Co.
  • Particularly preferred end groups of the formula (V) are end groups of the formula (VI) ( ⁇ 8) (VI)
  • R 9 is a linear or branched, divalent hydrocarbon radical having 1 to 12 C atoms, which optionally cyclic and / or aromatic moieties and optionally one or more heteroatoms, in particular one or more nitrogen atoms, is;
  • Y is a divalent radical selected from -O-, -S-, -N (R 10 ) -,
  • R 10 is hydrogen or a linear or branched hydrocarbon radical having 1 to 20 C atoms, which optionally has cyclic moieties, and which optionally contains an alkoxysilyl,
  • Ether or carboxylic acid ester group has;
  • R 7 , R 8 and x have the meanings already mentioned.
  • R 9 is 1, 3-propylene or 1, 4-butylene, butylene may be substituted with one or two methyl groups.
  • R 9 is 1,3-propylene.
  • the catalyst of the formula (I) is preferably present in a silane-containing composition in an amount such that the weight ratio between the silane-containing polymer and the catalyst of the formula (I) is at least 10/1, preferably at least 20/1 , is.
  • the catalyst of the formula (I) is present in a silane-containing composition in an amount such that the weight ratio between the silane-containing polymer and the catalyst of the formula (I) is at most 5 ⁇ 00 / 1, preferably at most 2 ⁇ 00 / 1, in particular at most 1 ⁇ 00 / 1, is.
  • the weight ratio between the silane-group-containing polymer and the catalyst of the formula (I) is preferably in the range from 10/1 to 2 ⁇ 00 / 1, in particular from 20/1 to 2 ⁇ 00 / 1.
  • the curable composition may comprise further catalysts, in particular for the crosslinking of silane groups.
  • Particularly suitable as further catalysts are metal catalysts and / or basic nitrogen or phosphorus compounds.
  • Possible metal catalysts are, in particular, compounds of tin, titanium, zirconium, aluminum or zinc, in particular diorganotin (IV) compounds, in particular dibutyltin (IV) diacetate, dibutyltin (IV) dilaurate, dibutyltin (IV) dineodecanoate or Dibutyltin (IV) bis (acetylacetonate) and dioctyltin (IV) dilaurate, and titanium (IV) - or zirconium (IV) - or aluminum (III) - or zinc (II) complexes with in particular alkoxy, carboxylate , 1, 3-diketonate, 1, 3-ketoesterate or 1, 3-ketoamidate ligands.
  • diorganotin (IV) compounds in particular dibutyltin (IV) diacetate, dibutyltin (IV) dilaurate, dibutyltin (IV) dineodecanoate or Dibuty
  • Possible basic nitrogen or phosphorus compounds are, in particular, imidazoles, pyridines, phosphazene bases or, preferably, amines, hexahydropriazines or biguanides and also amidines or guanidines which do not correspond to the formula (I).
  • Particularly suitable amines are alkyl, cycloalkyl or aralkylamines such as triethylamine, triisopropylamine, 1-butylamine, 2-butylamine, tert-butylamine, 3-methyl-1-butylamine, 3-methyl-2-butylamine, dibutylamine, tributylamine, hexyl amine, dihexylamine, cyclohexylamine, dicyclohexylamine, dimethylcyclohexylamine, benzylamine, dibenzylamine, dimethylbenzylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, di- (2-ethylhexyl) amine, laurylamine, ⁇ , ⁇ -dimethyl-laurylamine, stea- rylamine, ⁇ , ⁇ -dimethylstearylamine; of natural fatty acid mixtures derived fatty amines, in particular Cocoalky
  • triazines are 1,3,5-hexahydrotriazine or 1,3,5-tris (3- (dimethylamino) propyl) hexahydrotriazine.
  • Suitable biguanides are, in particular, biguanide, 1-butylbiguanide, 1,1-dimethylbiguanide, 1-butylbiguanide, 1-phenylbiguanide or 1- (o-tolyl) biguanide (OTBG).
  • Suitable amidines which do not correspond to the formula (I) are in particular 1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU), 1, 5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene (DBN ), 6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 6-dibutylamino-1, 8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, N, N'-di-n -hexylacetamidine (DHA), 2-methyl-1, 4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1, 2-dimethyl-1, 4,5,6-tetrahydropyrimidine, 2,5,5-trimethyl-1, 4,5, 6-tetrahydropyrimidine, N- (3-trimethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole or N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydro
  • Suitable guanidines which do not correspond to the formula (I) are in particular 1-butylguanidine, 1, 1-dimethylguanidine, 1, 3-dimethylguanidine, 1, 1, 3, 3-membered tramethylguanidine (TMG), 2- (3- (trimethoxysilyl) propyl) -1, 1, 3,3-tetramethylguanidine, 2- (3- (methyldimethoxysilyl) propyl) -1, 1, 3,3-tetramethylguanidine, 2 - (3- (triethoxysilyl) propyl) -1, 1, 3,3-tetramethylguanidine, 1, 5,7-triazabicyclo [4.4.0] - dec-5-ene (TBD), 7-methyl-1, 5, 7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, 7-cyclohexyl-1, 5,7-triazabicyclo [4.4.0] dec-5-ene, 1-phenylguanidine, 1- (o -tolyl)
  • the curable composition as co-catalyst may contain an acid, in particular a carboxylic acid.
  • an acid in particular a carboxylic acid.
  • aliphatic carboxylic acids such as formic acid, lauric acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, 2-ethyl-2,5-dimethylcaproic acid, 2-ethylhexanoic acid, neodecanoic acid, fatty acid mixtures from the saponification of natural fats and oils or di- and polycarboxylic acids, in particular poly ( meth) acrylic acids.
  • the curable composition in a preferred embodiment is substantially free of organotin compounds.
  • Organotin-free compositions are beneficial in terms of health and environmental protection.
  • the tin content of the curable composition is less than 0.1% by weight, in particular less than 0.05% by weight.
  • the curable composition additionally contains at least one organotitanate in addition to a catalyst of the formula (I).
  • a combination of catalyst of the formula (I) and organotitanate has a particularly high catalytic activity. As a result, rapid curing of such a composition is made possible with a relatively small amount of the catalyst of the formula (I).
  • organotitanates are titanium (IV) complex compounds.
  • Preferred organoititanates are in particular selected from
  • Titanium (IV) complex compounds with two 1,3-diketonate ligands, in particular 2,4-pentanedionate ( acetylacetonate), and two alkoxide ligands; Titanium (IV) complex compounds with two 1,3-ketoesterate ligands, in particular ethylacetoacetate, and two alkoxide ligands; Titanium (IV) complex compounds with one or more aminoalcoholate ligands, in particular triethanolamine or 2- ((2-aminoethyl) amino) ethanol, and one or more alcoholate ligands;
  • Titanium (IV) tetrabutoxide also referred to as polybutyl titanate
  • Tyzor ® AA GBA, GBO, AA-75, AA-65, AA-105, DC, BEAT, BTP, TE, TnBT, KTM, TOT, TPT or Ibay are (all of Dorf Ketal) ; Tytan PBT, TET, X85, TAA, ET, S2, S4 or S6 (all from Borica Company Ltd.) and Ken-React ® KR TTS ®, 7, 9QS, 12, 26S, 33DS, 38S, 39DS, 44, 134S , 138S, 133DS, 158FS or LICA 44 ® (all from Kenrich Petrochemicals).
  • Very particularly suitable organo selected from bis (ethyl acetoacetate) diisobutoxy-titanium (IV) (commercially available for example as Tyzor ® Ibay of Dorf Ketal) (bis (ethyl acetoacetate) diisopropoxy-titanium (IV) is commercially available for example as Tyzor ® DC from Ketal village), bis (acetylacetonato) diisopropoxy-titanium (IV), bis (acetylacetonato) diisobutoxy-titanium (IV), tris (oxyethyl) -amine-isopropoxy-titanium (IV), bis [tris (oxyethyl) amine ] diisopropoxy-titanium (IV), bis (2-ethylhexane-1,3-dioxy) -titanium (IV), tris [2- ((2-aminoethyl) -amino) -ethoxy] -e
  • the weight ratio between a silane group-containing polymer and the catalyst of the formula (I) is preferably in the range of 20/1 to 2 ⁇ 00 / 1, especially 40/1 to 2 ⁇ 00 / 1.
  • the weight ratio between the organotitanate and the catalyst of the formula (I) is preferably in the range of 10/1 to 1/10, more preferably 5/1 to 1/5, especially 5/1 to 1/3.
  • the curable composition may contain, in addition to the catalyst of the formula (I), further constituents, in particular the following auxiliaries and additives:
  • Adhesion promoters and / or crosslinkers in particular aminosilanes, in particular 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethoxymethylsilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3 - aminopropyl-dimethoxymethylsilane, N- (2-aminoethyl) -N '- [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine or their analogues with ethoxy instead of methoxy groups, furthermore N-phenyl-, N-cyclohexyl- or N-alkylaminosilanes, mercaptosilanes, epoxysilanes, (meth) acrylosilanes, anhydridosilanes, carbamosilanes, alkylsilanes or iminosilanes
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane or 3-ureidopropyltrimethoxysilane , or oligomeric forms of these silanes;
  • Desiccants in particular tetraethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane or organoalkoxysilanes, which have a functional group in the ⁇ -position to the silane group, in particular N- (methyldimethoxysilylmethyl) -O-methyl-carbamate, (methacryloxymethyl) silanes, methoxy methylsilanes, orthoformic acid esters, calcium oxide or molecular sieves, in particular vinyltrimethoxysilane or vinyltriethoxysilane;
  • Plasticizers in particular trialkylsilyl-terminated polydialkylsiloxanes, such as, in particular, trimethylsilyl-terminated polydimethylsiloxanes, in particular having viscosities in the range from 10 to 10 000 mPas, or the like
  • reactive plasticizers in the form of monofunctional, ie unilaterally reactive, polysiloxanes, carboxylic acid esters such as phthalates, in particular dioctyl phthalate, bis (2-ethylhexyl ) phthalate, bis (3-propylheptyl) phthalate, diisononyl phthalate or diisodecyl phthalate, diesters of ortho-cyclohexanedicarboxylic acid, in particular diisononyl-1,2-cyclohexanedicarboxylate
  • inorganic or organic fillers in particular natural, ground or precipitated calcium carbonates, which are optionally coated with fatty acids, in particular stearic acid, barite, talc, quartz flour, quartz sand, dolomites, wollastonites, kaolins, calcined kaolins, mica (potassium aluminum) Silicate), molecular sieves, aluminum oxides, aluminum hydroxides, magnesium hydroxide, silicic acids including finely divided silicas from pyrolysis processes, industrially produced carbon blacks, graphite, metal powders such as aluminum, copper, iron, silver or steel, PVC powder or hollow spheres;
  • Fibers in particular glass fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers or plastic fibers such as polyamide fibers or polyethylene fibers;
  • Pigments in particular titanium dioxide or iron oxides
  • Rheology modifiers in particular thickeners, in particular phyllosilicates, such as bentonites, derivatives of castor oil, hydrogenated castor oil, Polyamides, polyurethanes, urea compounds, fumed silicas, cellulose ethers or hydrophobically modified polyoxyethylenes;
  • non-reactive polymers in particular homopolymers or copolymers of unsaturated monomers, in particular from the group comprising ethylene, propylene, butylene, isobutylene, isoprene, vinyl acetate or alkyl (meth) acrylates, in particular polyethylenes (PE), polypropylenes (PP), Polyisobutylenes, ethylene vinyl acetate copolymers (EVA) or atactic poly- ⁇ -olefins
  • PE polyethylenes
  • PP polypropylenes
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymers
  • Flame retardant substances in particular the already mentioned fillers aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, or in particular organic phosphoric acid esters such as in particular triethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, isodecyldiphenyl phosphate, tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate, tris (2 -chloroethyl) phosphate, tris (2-ethylhexyl) phosphate, tris (chloroisopropyl) phosphate, tris (chloropropyl) - phosphate, isopropylated triphenyl phosphate, mono-, bis- or tris (isopropylphenyl) phosphates of different isopropylation degree, resorcinol bis (diphenyl phosphate ), Bisphenol A bis (diphenyl phosphate) or ammonium poly
  • Biocides in particular algicides, fungicides or fungal growth-inhibiting substances;
  • the curable composition contains at least one drying agent and at least one adhesion promoter and / or crosslinker.
  • the curable composition does not contain phthalates as a plasticizer. Such compositions are toxicologically advantageous and have fewer problems with migration effects.
  • the curable composition is preferably made and stored in the absence of moisture. Typically, it is storage stable in a suitable package or assembly, such as, in particular, a bottle, can, bag, bucket, keg, or cartridge, excluding moisture.
  • the curable composition may be in the form of a one-component or in the form of a multi-component, in particular two-component, composition.
  • one-component in the present document is meant a composition in which all constituents of the composition are stored mixed in the same container and which is curable with moisture.
  • two-component is referred to in this document a composition in which the components of the composition in two different components are present, which are stored in separate containers. Only shortly before or during the application of the composition, the two components are mixed together, whereupon the mixed composition cures, optionally under the action of moisture.
  • the curable composition is suitable for a variety of uses, in particular as a paint, lacquer or primer, as a resin for the production of fiber composite (composite), as hard foam, flexible foam, molded part, elastomer, fiber, film or membrane, as potting compound, sealant , Adhesive, coating, coating or coating for building and industrial applications, for example as seam sealing, cavity sealing, electrical insulation compound, filler, joint sealant, welding or flanging sealant, assembly adhesive, car body adhesive, pane adhesive, sandwich element adhesive, laminating adhesive, laminate adhesive, packaging adhesive , Wood glue, parquet glue, anchoring glue, flooring, floor covering coating, balcony coating, roof coating, concrete protection coating, parking garage coating, sealing, pipe coating, anti-corrosion coating, textile coating, damping element, sealing element or filler.
  • a paint, lacquer or primer as a resin for the production of fiber composite (composite), as hard foam, flexible foam, molded part, elastomer, fiber, film or membrane, as potting compound
  • the curable composition is particularly suitable as an adhesive and / or sealant, in particular for joint sealing and elastic adhesive bonds in construction and industrial applications, and as an elastic coating with crack-bridging properties, in particular for protecting and / or sealing, for example, roofs, floors, baikonones, Parking decks or concrete tubes.
  • Such a composition typically contains plasticizers, fillers, adhesion promoters and / or crosslinkers and drying agents and optionally further auxiliaries and additives.
  • the curable composition preferably has a pasty consistency with pseudoplastic properties.
  • a paste-like sealant or adhesive is applied in particular from commercially available cartridges, which are operated manually, by means of compressed air or battery, or from a drum or hobbock by means of a feed pump or an extruder, optionally by means of an application robot, to a substrate.
  • the curable composition preferably has a liquid at room temperature consistency with self-leveling properties. If necessary, it is slightly thixotropic, so that the coating can be applied to sloping to vertical surfaces, without immediately flowing away. It is in particular applied by means of a roller or brush or by pouring and distributing by means of, for example, a roller, a scraper or a dental trowel.
  • the invention relates to a cured composition which is obtainable from a curable composition comprising at least one catalyst of the formula (I) as described above, after curing. Curing takes place in particular with water, in particular in the form of atmospheric moisture, and / or with a suitable crosslinker.
  • the use of the curable composition results in an article which has been particularly adhesively bonded, sealed or coated with the composition.
  • the article is in particular a building, in particular a building of civil engineering, an industrially manufactured good or a consumer good, in particular a window, a household machine or a means of transport such as in particular an automobile, a bus, a truck, a Rail vehicle, a ship, an airplane or a helicopter; or the article may be an attachment thereof.
  • a preferred curable composition contains at least one silane group-containing polymer. Such a composition is also referred to below as a "silane-crosslinking composition”.
  • the proportion of silane-group-containing polymer in a silane-crosslinking composition is usually from 10 to 80% by weight, in particular from 15 to 60% by weight, preferably from 15 to 50% by weight, based on the total weight of the composition.
  • the silane-crosslinking composition contains a silane-terminated polyorganosiloxane
  • a one-component composition also referred to as RTV-1
  • a two-component composition also referred to as RTV-2
  • the silane-terminated polyorganosiloxane is preferably a constituent of the first component
  • a silane crosslinker especially a silane of the formula (IV)
  • the catalyst of formula (I) may be contained in the first and / or in the second component.
  • the silane-crosslinking composition contains a silane-containing organic polymer
  • the composition is preferably one-component.
  • a second or optionally further components is or are mixed with the first component before or during the application, in particular via a static mixer or via a dynamic mixer.
  • a silane-crosslinking composition is applied in particular to ambient heat, preferably in a temperature range between 0 and 45 ° C, in particular 5 to 35 ° C, and cures even under these conditions.
  • the crosslinking reaction of the silane groups begins, optionally under the influence of moisture.
  • Existing silane groups can condense with existing silanol groups to form siloxane groups (Si-O-Si groups).
  • Existing silane groups can also hydrolyze on contact with moisture to form silanol groups (Si-OH groups) and form siloxane groups (Si-O-Si groups) by subsequent condensation reactions. As a result of these reactions, the composition eventually cures.
  • the catalyst of the formula (I) accelerates this curing.
  • water is needed for curing, it may either come from the air (humidity) or the composition may be contacted with a component containing water, for example by brushing, for example with a leveling agent, or by spraying, or it may be added to the composition in the application of water or a water-containing component, for example in the form of a water-containing or water-releasing liquid or paste.
  • a paste is particularly suitable for the case in which the composition is present in the form of a paste.
  • the composition When cured by atmospheric moisture, the composition cures from the outside in, initially forming a skin on the surface of the composition.
  • the so-called skin-forming time represents a measure of the curing rate of the composition.
  • the rate of curing is generally determined by various factors, such as the availability of water, the temperature, etc.
  • the silane-crosslinking composition typically has good shelf life without separation tendency, permits low hazard classification due to the low toxicity and low volatility of Forrmel's catalyst (I), and enables low-emission and low-odor products which cure rapidly while maintaining a high mechanical strength and durability Form material.
  • This material is prone to migration-related defects such as sweating or substrate contamination, in contrast to compositions containing catalysts of the prior art, such as DBU, TMG or DHA.
  • Compositions containing such catalysts are prone to migration effects, which may manifest themselves before curing by separation and after curing by sticky and / or greasy surfaces and / or substrate contaminants. Especially the latter effects are extremely undesirable, since sticky and greasy surfaces quickly become dirty and poorly paintable, and substrate contamination can lead to permanent discoloration.
  • a silane-crosslinking composition is preferably applied to at least one substrate.
  • Suitable substrates are in particular
  • metals and alloys such as aluminum, iron, steel or non-ferrous metals, as well as surface-treated metals or alloys, such as galvanized or chromium-plated metals;
  • resins for example phenolic, melamine or epoxy resins, bonded wood-based materials, resin-textile composites and other so-called polymer composites;
  • Plastics such as polyvinyl chloride (hard and soft PVC), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyester, poly (methyl methacrylate) (PMMA), epoxy resins, polyurethanes (PUR), polyoxymethylene (POM), polyolefins (PO), polyethylene (PE) or polypropylene (PP), ethylene / propylene copolymers (EPM) or ethylene / propylene / diene terpolymers (EPDM), or fiber-reinforced plastics such as Carbon fiber reinforced plastics (CFRP), glass fiber reinforced plastics (GRP) or sheet molding compounds (SMC), wherein the plastics may preferably be surface treated by means of plasma, corona or flame;
  • CFRP Carbon fiber reinforced plastics
  • GRP glass fiber reinforced plastics
  • SMC sheet molding compounds
  • coated substrates such as powder-coated metals or alloys; - paints or varnishes, in particular automotive finishes.
  • the substrates can be pretreated before applying the composition, in particular by physical and / or chemical cleaning methods or by the application of an adhesion promoter, a primer solution or a primer.
  • silane-crosslinking composition for contact with substrates which are particularly sensitive to disturbances by migrating substances, in particular by the formation of discoloration or stains.
  • substrates which are particularly sensitive to disturbances by migrating substances, in particular by the formation of discoloration or stains.
  • substrates which are particularly sensitive to disturbances by migrating substances, in particular by the formation of discoloration or stains.
  • substrates which are particularly sensitive to disturbances by migrating substances, in particular by the formation of discoloration or stains.
  • substrates which are particularly sensitive to disturbances by migrating substances, in particular by the formation of discoloration or stains.
  • fine-pored substrates such as marble, limestone or other natural stones, gypsum, cement mortar or concrete, but also
  • the silane-crosslinking composition is particularly suitable as an adhesive and / or sealant or as a coating.
  • Standard climate refers to a temperature of 23 ⁇ 1 ° C and a relative humidity of 50 ⁇ 5%
  • Infrared (FT-IR) spectra were recorded on a Nicolet iS5 FT-IR device equipped with a diamond-crystal horizontal ATR measuring unit Thermo Scientific, liquid samples were applied undiluted as films. solid samples were dissolved in CH 2 Cl 2. The absorption bands are given in wavenumbers (cm -1 ) (measurement window: 4000-650 cm -1 ).
  • Viscosities were measured on a thermostated Rheotec RC30 cone-plate viscometer (cone diameter 50 mm, cone angle 1 °, cone tip-to-plate distance 0.05 mm, shear rate 10 s -1 ).
  • the skin formation time was determined by applying a few grams of the composition in a layer thickness of about 2 mm on cardboard and in the standard climate, the time was measured until the slightest tapping the surface of the composition by means of a pipette of LDPE for the first time no residues left more on the pipette. The condition of the surface was haptically tested.
  • the Shore A hardness was determined according to DIN 53505 on test specimens cured for 7 days under standard conditions.
  • Catalyst K-1 1, 1 '- (a, ro-polyoxypropylene) bis (2,3-dicyclohexylguanidine) having a molecular weight of about 650 g / mol
  • Catalyst K-2 1, 1 '- (a, ro-polyoxypropylene) bis (2,3-dicyclohexylguanidine) having a molecular weight of about 850 g / mol
  • Catalyst K- 3 1 - (-Methoxy-polyoxypropylene-polyoxyethylene) -2,3-dicyclohexylguanidine having a molecular weight of about 810 g / mol
  • Catalyst K-4 1, 1 '- (a, ro-polyoxypropylene) bis (2,3-dicyclohexylguanidine) having a molecular weight of about 2,400 g / mol
  • Catalyst K-5 1, 1 '- (a, ro-polyoxypropylene) bis (2,3-diisopropylguanidine) having a molecular weight of about 690 g / mol
  • Catalyst K-6 N, N "- (a, ro-polyoxypropylene) bis (N'-hexylacetimidamide) having a molecular weight of about 480 g / mol
  • compositions Z1 to Z25 are inventive examples, the compositions V1 to V26 are comparative examples.
  • compositions Z1 to Z2b and Comparisons V1 to V5 are Compositions Z1 to Z2b and Comparisons V1 to V5:
  • a composition of 96.5 g of polymer STP-1, 0.5 g of vinyltrimethoxysilane and 3.0 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was mixed with various catalysts in the stated amount according to Table 1 and the mixture was tested for viscosity and skin formation time (HBZ) under standard conditions, before and after storage ,
  • the skinning time serves as a measure of the activity of the catalyst with respect to the crosslinking reaction of the silane groups, ie the rate of crosslinking; the change in viscosity and skinning time after storage is a measure of storage stability.
  • composition of 95.9 g of polymer STP-2, 0.4 g of vinyltriethoxysilane and 3.7 g of 3-aminopropyltriethoxysilane was mixed with various catalysts in the stated amount according to Table 3 and the mixture as described for composition Z1 on viscosity, skinning time (HBZ), surface finish and mechanical Properties tested, tested. The results are shown in Tables 3 and 4. "Supplement” stands for "composition”.
  • compositions Z12 to Z14 and comparisons V12 to V13 are Compositions Z12 to Z14 and comparisons V12 to V13:
  • the thixotropic paste was prepared by mixing in a vacuum mixer 300 g of diisodecyl phthalate (Palatinol® Z, from BASF) and 48 g of 4,4'-methylenediphenyl diisocyanate (Desmodur 44 MC L, Bayer) submitted and warmed up slightly and then with vigorous stirring 27 g of n-butylamine were slowly added dropwise. The resulting paste was further stirred under vacuum and cooling for one hour.
  • diisodecyl phthalate Palatinol® Z, from BASF
  • 4'-methylenediphenyl diisocyanate Desmodur 44 MC L, Bayer
  • compositions Z15 to Z16 and comparisons V14 to V15 are Compositions Z15 to Z16 and comparisons V14 to V15:
  • composition A composition of 98 g of silane-containing polyether MS Polymer TM S203H (from Kaneka) and 2 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was mixed with various catalysts in the indicated amount according to Table 6 and the mixture as described on skinning time (HBZ) and surface finish after 7 days tested in standard climate. The results are given in Table 6. "Supplement” stands for "composition”.
  • compositions Z17 to Z18 and comparisons V16 to V18 1 mmol of amidine or guanidine groups or metal atoms per 100 g of silane-containing polyethers.
  • TEGOPAC ® Bond was 150 nopropylthethoxysilan (from Evonik), 0.5 g of vinyltriethoxysilane, and 3.0 g of 3-amino mixed with different catalysts provided the stated amount in accordance with Table 7, and the mixture as described in Skin formation time (HBZ) and surface characteristics after 7 days at Standard climate tested. The results are shown in Table 7. "Supplement” stands for "composition”.
  • compositions Z19 and comparisons V20 to V22 are Compositions Z19 and comparisons V20 to V22
  • Ketoximato polydimethylsiloxane polymer is Ketoximato polydimethylsiloxane polymer.
  • compositions Z20 to Z21 and Comparisons V23 to V24 are Compositions Z20 to Z21 and Comparisons V23 to V24
  • a plastic cup 20.2 g of a first component consisting of 99 parts by weight (GT) of an OH-terminated linear polydimethylsiloxane having a viscosity of about 50 ⁇ 00 mPas at 23 ° C (Wacker® Silicone Rubber Polymer FD 50, from Wacker) and 1 GT Wacker® E 2 silicone oil emulsion (non-ionically emulsified in water medium-viscosity OH-terminated linear polydimethylsiloxane, from Wacker, solids content 37-40%) with a second component consisting of 0.80 g vinyltrimethoxysilane and a catalyst in the table 10 intimately mixed and the mixture as described for composition Z1 on skinning time (HBZ) and surface texture tested. Furthermore, the applied mixture was tested for 7 days in standard climate to Shore A hardness. The results are shown in Table 10. "Supplement” stands for "composition”. Table 10:
  • composition Z22 in situ preparation of the catalyst:
  • a composition consisting of 30.0 g of polymer STP-1, 0.15g Vinyltrimethoxysi- lan and 1 .2 g of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane wasconcesaus- circuit with 0.8 g of polyoxypropylene diamine having an average Molekukarten of about 430 g / mol (Jeffamine ® D-400 Huntsman, amine content about 4.4 meq / g) and 0.4 g of ⁇ , ⁇ '-diisopropylcarbodiimide mixed, the mixture filled into an internally painted aluminum tube and heated in the oven to 80 ° C.
  • composition Z23 (in situ preparation of the catalyst):
  • compositions Z24 to Z25 and comparisons V25 and V26 are Compositions Z24 to Z25 and comparisons V25 and V26:
  • composition of 96.0 g of silane-group-containing polyether, either GENIOSIL® STP-E 15 (from Wacker) or Desmoseal® S XP 2821 (from Bayer), 0.35 g vinyltrimethoxysilane and 3.72 g 3-aminopropyltrimethoxysilane was mixed with various catalysts in the stated amount Mix Table 13 and test the mixture as described for Composition Z1. The results are shown in Table 13. "Add.” Stands for "composition”.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Amidin- oder Guanidingruppen aufweisenden Katalysator der Formel (I), welcher einen Polyoxyalkylen-Rest oder einen Rest einer polyoxyalkylierten Verbindung enthält. Der Katalysator ist bei Raumtemperatur flüssig und geruchlos. Er ist besonders geeignet als Vernetzungskatalysator für härtbare Zusammensetzungen, insbesondere für Silangruppen-haltige Zusammensetzungen. Er beschleunigt deren Aushärtung sehr gut, ohne die Lagerstabilität zu beeinträchtigen, ist kaum flüchtig und sehr gut verträglich, wodurch solche Zusammensetzungen nicht zum Separieren oder Migrieren oder Verdampfen des Katalysators neigen.

Description

VERNETZUNGSKATALYSATOR MIT POLYETHER-STRUKTUREINHEITEN Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Katalysatoren für härtbare Zusammensetzungen, insbe- sondere für Silangruppen-haltige Zusammensetzungen.
Stand der Technik
Härtbare Zusammensetzungen spielen eine bedeutende Rolle in vielen technischen Anwendungen, beispielsweise als Klebstoffe, Dichtstoffe oder Beschich- tungen. Ihre Aushärtung wird durch Vernetzungsreaktionen bewirkt, welche über freie oder latente Reaktivgruppen wie beispielsweise Isocyanatgruppen, Epoxidgruppen, Hydroxylgruppen, Aminogruppen oder Silangruppen ablaufen, wobei diese nach einem Mischvorgang, durch Erwärmen oder durch Kontakt mit Feuchtigkeit mit sich selbst oder untereinander reagieren und so die in der Zusammensetzung enthaltenen Aufbaukomponenten kovalent zu einem poly- meren Netzwerk verbinden. Zur Beschleunigung solcher Vernetzungsreaktionen werden häufig Katalysatoren eingesetzt. Sehr oft handelt es sich dabei um toxikologisch bedenkliche Stoffe, welche eine potentielle Gefährdung von Ver- arbeiter und Umwelt darstellen, insbesondere nach der Aushärtung der Zusam- mensetzung, wenn der Katalysator oder dessen Abbauprodukte durch Ausgasen, Migration oder Auswaschen freigesetzt wird.
Bei Raumtemperatur härtbare Zusammensetzungen auf Basis von Silangrup- pen-haltigen Polymeren sind ausgeprägt mit dieser Problemstellung konfrontiert. Silangruppen-haltige Polymere sind dabei insbesondere Polyorganosilo- xane, welche gemeinhin als„SNicone" bzw.„Siliconkautschuke" bezeichnet werden, und Silangruppen-haltige organische Polymere, welche auch als„si- lanfunktionelle Polymere",„silanmodifizierte Polymere" (SMP) oder„silantermi- nierte Polymere" (STP) bezeichnet werden. Ihre Vernetzung verläuft über die Kondensation von Silanolgruppen unter Ausbildung von Siloxanbindungen und wird klassischerweise mittels Organozinn-Verbindungen, wie insbesondere Di- alkylzinn(IV)-carboxylaten, katalysiert. Diese zeichnen sich durch eine sehr hohe Aktivität in Bezug auf die Silanol-Kondensation aus und sind sehr hydrolysebeständig; allerdings sind sie gesundheitsschädlich und stark wasserge- fährdend. Oft werden sie mit weiteren Katalysatoren kombiniert, hauptsächlich mit basischen Verbindungen wie insbesondere Aminen, welche vor allem die vorgeschaltete Hydrolyse der Silangruppen beschleunigen.
Aufgrund einer stärkeren Gewichtung von EHS-Aspekten durch Berufsverbän- de und Verbraucher sowie schärferer staatlicher Regulierung werden seit einiger Zeit vermehrt Anstrengungen unternommen, die Organozinn-Verbindungen durch andere, weniger toxische Katalysatoren zu ersetzen. So wurden etwa Organotitanate, -zirkonate und -aluminate als alternative Metall-Katalysatoren beschrieben. Diese haben aber zumeist eine geringere katalytische Aktivität in Bezug auf die Silanol-Kondensation und bewirken eine deutlich langsamere Vernetzung. Wegen ihrer mangelnden Hydrolysestabilität können sie beim Lagern der Zusammensetzung durch Restfeuchte der Inhaltsstoffe einen Grossteil ihrer Aktivität verlieren, wodurch sich die Aushärtung stark verlangsamt oder ganz zum Erliegen kommt.
Eine weitere bekannte Alternative zu Organozinn-Verbindungen stellen stark basische Stickstoff-Verbindungen aus der Klasse der Amidine und Guanidine dar, welche in Kombination mit den erwähnten Metall-Katalysatoren oder auch allein eingesetzt werden können. Viele der gebräuchlichen Amidin- und Guani- din-Katalysatoren, wie insbesondere 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) und 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin (TMG), sind allerdings leichtflüchtige und geruchsintensive sowie ebenfalls gesundheitsschädliche und umweltgefährdende Stoffe. Ausserdem neigen sie dazu, aufgrund geringer Verträglichkeit in der Zusammensetzung zu migrieren und dadurch Separation, Ausschwitzen oder Substratverschmutzung zu verursachen. Die beschriebene Verwendung von aromatischen, bei Raumtemperatur festen Amidinen und Guanidinen schafft hier Abhilfe, erfordert aber den Einsatz von geeigneten Lösemitteln und bringt Einbussen bei der katalytischen Aktivität und damit der Vernetzungsgeschwindigkeit. Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Katalysator für die Vernetzung von härtbaren Zusammensetzungen, insbesondere Silangruppen-hal- tigen Zusammensetzungen, bereitzustellen, welcher eine hohe katalytische Ak- tivität für die Vernetzungsreaktion besitzt und damit eine rasche Aushärtung der applizierten Zusammensetzung ermöglicht, sowie eine hohe Selektivität für diese Vernetzungsreaktion aufweist und somit die Lagerstabilität der Zusammensetzung nicht über Gebühr beeinträchtigt. Weiterhin soll der Katalysator einen geringen Dampfdruck und eine hohe Verträglichkeit mit der Zusammensetzung aufweisen, so dass er weder zu Separierung oder Migration noch zum Verdampfen neigt, soll möglichst geruchlos und wenig toxisch sein und soll bei Raumtemperatur flüssig sein, so dass er auch ohne Lösemittel eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Katalysator nach Anspruch 1 gelöst. Der Katalysator nach Anspruch 1 enthält aliphatische Amidin- oder Guanidin-Gruppen und zeigt eine hohe katalytische Aktivität, während aromatische Amidine oder Guanidine kaum oder gar nicht katalytisch aktiv sind. Im Gegensatz zu vielen aus dem Stand der Technik bekannten aliphatischen Amidin- oder Guanidin- Katalysatoren ist er bei Raumtemperatur geruchlos, flüssig und überraschend niedrigviskos. Er zeigt eine sehr hohe kalatytische Aktivität bei guter
Selektivität, insbesondere in Silangruppen-haltigen Zusammensetzungen. Dies ist besonders überraschend, würde man doch aufgrund seines relativ hohen Molekulargewichtes eine verminderte Aktivität im Vergleich mit kleinen und somit mobileren Amidinen oder Guanidinen erwarten.
Mit diesen Eigenschaften ist der Katalysator nach Anspruch 1 hervorragend geeignet für die Verwendung in Silangruppen-haltigen Zusammensetzungen, wo er als alleiniger Katalysator oder in Kombination mit weiteren Katalysatoren eine schnelle Aushärtung zu einem mechanisch hochwertigen und beständigen Material ermöglicht, ohne die Lagerfähigkeit der unausgehärteten Zusammensetzung zu beeinträchtigen. Überraschenderweise ist er sowohl vor als auch nach der Aushärtung ausgezeichnet verträglich mit härtbaren Zusammensetzungen und neigt weder zu Separierung noch zu Migration. Besonders überraschend ist dabei, dass der Katalysator bei der Verwendung als Vernetzungs- katalysator in härtbaren Zusammensetzungen bei deren Aushärtung nicht an die Oberfläche migriert, obwohl er keine funktionellen Gruppen, wie beispielsweise Silangruppen, enthält, die einen Einbau ins ausgehärtete Polymer ermöglichen würden. Er ermöglicht emissions- und geruchsarme Produkte, wel- che weder schmierige oder klebrige Oberflächen aufweisen noch Substratverschmutzung verursachen, obwohl der Katalysator bei der Aushärtung typischerweise nicht ans Polymer angebunden wird. Schliesslich ist der Katalysator nach Anspruch 1 in einem überraschend einfachen und schnellen Verfah- ren ohne Hilfsstoffe aus handelsüblichen, preisgünstigen Ausgangsmaterialien herstellbar.
Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängiger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Katalysator der Formel (I),
A"hz ] n (')
wobei
n für 1 oder 2 oder 3 steht,
A für einen Polyoxyalkylen-Rest oder für einen Rest einer polyoxyalkylierten Verbindung steht und gegebenenfalls eine oder zwei endständige primäre oder sekundäre Aminogruppen oder Hydroxylgruppen aufweist, und
Z für einen Rest der Formel
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steht,
wobei
R1 und R° unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl- oder Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen stehen, R2 für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält und welcher gegebenenfalls endständige primäre oder sekundäre Aminogruppen aufweist, steht,
R3 für -NR4R5 oder für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen steht, R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen,
wobei
R1 und R2 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 6 C-Atomen stehen können,
R2 und R° auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 6 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen können,
R2 und R3 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 6 C-Atomen stehen können,
R4 und R5 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 4 bis 7 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen können, und
R2 und R5 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 12 C-Atomen stehen können;
wobei der Katalysator der Formel (I) kein Stickstoffatom enthält, welches direkt an einen aromatischen Ring gebunden oder Teil eines heteroaromatischen Ringsystems, wie zum Beispiel Imidazol oder Pyrimidin, ist.
Im vorliegenden Dokument bezeichnet der Begriff„Silangruppe" eine an einen organischen Rest oder an einen Polyorganosiloxan-Rest gebundene Silylgrup- pe mit einer bis drei, insbesondere zwei oder drei, hydrolysierbaren Substitu- enten am Silicium-Atom. Die hydrolysierbaren Substituenten stellen dabei insbesondere Alkoxy-, Acetoxy-, Ketoximato-, Amido- oder Enoxy-Reste mit 1 bis 13 Kohlenstoffatomen dar, bevorzugt Alkoxy- oder Ketoximato-Reste, beson- ders bevorzugt Alkoxy-Reste; letztere Silangruppen werden im folgenden als „Alkoxysilangruppen" bezeichnet. Unter dem Begriff„Silangruppen" werden weiterhin Silanolgruppen verstanden, welche formal partiell oder vollständig hydrolysierten Silangruppen entsprechen und einen oder mehrere Hydroxyl- Reste am Siliciumatom aufweisen.
Als„Hydroxysilan",„Isocyanatosilan",„Aminosilan" bzw.„Mercaptosilan" werden Organoalkoxysilane bezeichnet, die am organischen Rest zusätzlich zur Silangruppe eine oder mehrere Hydroxyl-, Isocyanato-, Amino- bzw. Mercapto- gruppen aufweisen. Mit„Poly" beginnende Substanznamen wie Polyol oder Polyisocyanat bezeichnen Substanzen, die formal zwei oder mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Der Begriff„organisches Polymer" umfasst ein Kollektiv von chemisch einheit- liehen, sich aber in Bezug auf Polymerisationsgrad, Molmasse und Kettenlänge unterscheidenden Makromolekülen, das durch eine Polyreaktion (Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation) hergestellt wurde und im Polymer- Rückgrat mehrheitlich Kohlenstoffatome aufweist, sowie Umsetzungsprodukte eines solchen Kollektivs von Makromolekülen. Polymere mit einem Polydiorga- nosiloxan-Rückgrat (gemeinhin als„Silicone" bezeichnet) stellen keine organischen Polymere im Sinne des vorliegenden Dokuments dar.
Der Begriff„Silangruppen-haltiger Polyether" umfasst auch Silangruppen-hal- tige organische Polymere, welche zusätzlich zu Polyether-Einheiten auch Ure- thangruppen, Harnstoffgruppen oder Thiourethangruppen enthalten können. Solche Silangruppen-haltige Polyether können auch als„Silangruppen-haltige Polyurethane" bezeichnet werden.
Unter„Molekulargewicht" versteht man im vorliegenden Dokument die molare Masse (in Gramm pro Mol) eines Moleküls oder eines Teils eines Moleküls, auch als„Rest" bezeichnet. Als„mittleres Molekulargewicht" wird das Zahlen- mittel Mn einer oligomeren oder polymeren Mischung von Molekülen oder Resten bezeichnet, welches üblicherweise mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) gegen Polystyrol als Standard bestimmt wird.
Als„lagerstabil" oder„lagerfähig" wird eine Substanz oder eine Zusammensetzung bezeichnet, wenn sie bei Raumtemperatur in einem geeigneten Ge- binde während längerer Zeit, typischerweise mindestens 3 Monaten bis zu 6 Monaten und mehr, aufbewahrt werden kann, ohne dass sie sich in ihren An- wendungs- oder Gebrauchseigenschaften, insbesondere der Viskosität und der Vernetzungsgeschwindigkeit, durch die Lagerung in einem für ihren Gebrauch relevanten Ausmass verändert.
Eine gestrichelte Linie in den Formeln in diesem Dokument stellt jeweils die Bindung zwischen einem Substituenten und dem zugehörigen Molekülrest dar. Als„Raumtemperatur" wird eine Temperatur von ca. 23 °C bezeichnet. Der Katalysator der Formel (I) kann auch in tautomerer Form vorliegen. Alle möglichen Tautomerformen des Katalysators der Formel (I) werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als gleichwertig angesehen.
Weiterhin kann der Katalysator der Formel (I) in protonierter Form vorliegen. Ebenfalls kann der Katalysator der Formel (I) in komplexierter Form vorliegen, insbesondere mit Kationen von Zink, Eisen oder Molybdän.
Im Katalysator der Formel (I) weist A bevorzugt ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 180 bis 5Ό00 g/mol, besonders bevorzugt 200 bis 2Ό00 g/mol, auf. Diese Katalysatoren der Formel (I) sind besonders gut zugänglich und niedrigviskos.
Ein als A geeigneter Polyoxyalkylen-Rest ist insbesondere ein Polyoxyalkylen- Rest aus der Polyaddition von Oxiranen, insbesondere Ethylenoxid und/oder 1 ,2-Propylenoxid und/oder 1 ,2-Butylenoxid an Startermoleküle mit zwei aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere Wasser, Glykole wie 1 ,2-Ethandiol, 1 ,2- oder 1 ,3-Propandiol, 2-Methyl-1 ,3-propandiol, 1 ,2- oder 1 ,3- oder 1 ,4-Butan- diol, 1 ,3- oder 1 ,5-Pentandiol, 3-Methyl-1 ,5-pentandiol, 1 ,2- oder 2,5- oder 1 ,6- Hexandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylengly- kole, Dipropylenglykol, Tripropylenglykol, Polypropylenglykole oder Poly(tetra- methylenether)glykole.
Ein weiterer als A geeigneter Polyoxyalkylen-Rest ist ein Poly(oxytetramethy- Ien)-Rest aus der ringöffnenden Polymerisation von Tetrahydrofuran, welcher gebenenfalls Anteile anderer Oxyalkylen-Einheiten wie insbesondere 1 ,2-Oxy- propylen- oder Oxybutylen-Einheiten aufweist.
Ein als A geeigneter Rest einer polyoxyalkylierten Verbindung ist ein Rest aus der Polyaddition von Oxiranen wie insbesondere Ethylenoxid und/oder 1 ,2-Propylenoxid und/oder 1 ,2-Butylenoxid an Startermoleküle mit einem bis drei aktiven Wasserstoffatomen, insbesondere an Alkohole wie Methanol, Ethanol, Iso- propanol, Butanol, 2-Ethylhexanol, Laurylalkohol, Stearylalkohol oder Fettalkohol-Gemische aus natürlichen Fetten wie Ci2-i4-Fettalkohole, Phenol oder Al- kylphenole wie Kresol, tert.Butylphenol, Nonylphenol oder Dodecylphenol, an Diole wie 1 ,4-Dimethylolcyclohexan oder 3(4),8(9)-Bis(hydroxymethyl)tricyclo- [5.2.1 .02,6]decan, an Diphenole wie Bisphenol F oder Bisphenol A oder an
Triole wie Glycerin oder 1 ,1 ,1 -Trimethylolpropan.
Besonders bevorzugt steht A für einen Polyoxypropylen-Rest, gegebenenfalls mit Anteilen anderer Oxyalkylen-Einheiten wie insbesondere Oxyethylen- oder 1 ,2-Oxybutylen-Einheiten, oder für einen Poly(oxytetramethylen)-Rest, gebe- nenfalls mit Anteilen von 1 ,2-Oxypropylen-Einheiten, oder für einen ein- bis dreiwertigen Rest einer polyoxyalkylierten Verbindung aus der Polyaddition von 1 ,2-Propylenoxid an Startermoleküle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Fettalkoholen, Alkylphenolen, Diolen und Triolen. Diese Katalysatoren der Formel (I) sind besonders gut zugänglich und sind besonders gut verträglich mit härtbaren Zusammensetzungen.
Am meisten bevorzugt steht A für einen Polyoxypropylen-Rest mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 200 bis 2Ό00 g/mol.
Bevorzugt ist A weitgehend frei von primären oder sekundären Aminogruppen und/oder von Hydroxylgruppen. n steht bevorzugt für 1 oder 2, insbesondere für 2.
R1 und R° stehen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl-Rest mit 1 bis 4 C-Atomen, insbesondere für Wasserstoff. R2 steht bevorzugt für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aral- kyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen, insbesondere 1 bis 8 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält.
R3 steht bevorzugt für -NR4R5 oder für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen.
Besonders bevorzugt steht R3 für -NR4R5.
R4 und R5 stehen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen, welcher gegebenenfalls ein Sauerstoffatom oder ein Stickstoffatom enthält. Weiterhin bevorzugt stehen R4 und R5 zusammen für einen Alkylen-Rest mit 4 bis 7 C-Atomen, welcher gegebenenfalls ein Sauerstoffatom oder ein Stickstoffatom enthält. Weiterhin bevorzugt stehen R1 und R2 zusannnnen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 4 C-Atomen, insbesondere 2 oder 3 C-Atomen.
Weiterhin bevorzugt stehen R2 und R° zusammen für einen Alkylen-Rest mit 4 bis 6 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält.
Weiterhin bevorzugt stehen R2 und R3 zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 5 C-Atomen.
Weiterhin bevorzugt stehen R2 und R5 zusammen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 4 C-Atomen.
Besonders bevorzugt steht R4 für Wasserstoff.
Die bevorzugten Ausführungsformen des Katalysators der Formel (I) lassen sich aus handelsüblichen, preisgünstigen Rohstoffen herstellen und haben besonders gute Eigenschaften in Bezug auf die katalytische Aktivität und Verträglichkeit in härtbaren Zusammensetzungen, insbesondere Silangruppen-halti- gen Zusammensetzungen.
In einer Ausführungsform der Erfindung steht im Katalysator der Formel (I) R3 für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 12, bevorzugt 1 bis 8, insbesondere 1 bis 4, C-Atomen, oder R2 und R3 stehen zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 6, insbesondere 3 bis 5, C-Atomen. Diese Katalysatoren der Formel (I) weisen Amidingruppen auf.
Bevorzugt steht R3 für Wasserstoff oder für Methyl, insbesondere für Methyl. Bevorzugt steht R1 für Wasserstoff oder zusammen mit R2 für 1 ,2-Ethylen oder 1 ,3-Propylen.
Bevorzugt steht R2 für Hexyl, Cyclohexyl, Benzyl, 2-Ethylhexyl, Octyl, Decyl, Dodecyl oder 2-Methoxyethyl, oder zusammen mit R1 für 1 ,2-Ethylen oder 1 ,3- Propylen.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Amidingruppen aufweisenden Kataly- satoren der Formel (I) zeichnen sich durch eine gute katalytische Aktivität und eine ausgezeichnete Verträglichkeit in härtbaren Zusammensetzungen aus. Gegenüber Guanidingruppen aufweisenden Katalysatoren der Formel (I) weisen sie den Vorteil auf, dass sie eine nicht ganz so hohe katalytische Akti- vität besitzten und somit in etwas höherer Menge eingesetzt werden können, wodurch sie weniger anfällig sind für Störungen durch andere Bestandteile der Zusammensetzung, insbesondere den darin enthaltenen Verunreinigungen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht im Katalysator der Formel (I) R3 für -NR4R5.
Diese Katalysatoren der Formel (I) weisen Guanidingruppen auf. Sie zeichnen sich durch eine niedrige Viskosität, eine im Vergleich zu den Amidingruppen aufweisenden Katalysatoren noch höheren katalytischen Aktivität und eine ausgezeichnete Verträglichkeit in härtbaren Zusammensetzungen aus.
In einem Guanidingruppen aufweisenden Katalysator der Formel (I) steht R4 bevorzugt für Wasserstoff,
R2 und R5 stehen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, und
R1 steht bevorzugt für Wasserstoff.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Guanidingruppen aufweisenden Kata- lysatoren der Formel (I) weisen die Formel (I a) auf.
Figure imgf000011_0001
Katalysatoren der Formel (I a) sind besonders gut herstellbar und weisen eine besonders hohe katalytische Aktivität auf.
R2 und R5 stehen besonders bevorzugt unabhängig voneinander jeweils für Ethyl, Isopropyl, tert.Butyl, 3-(Dimethylamino)propyl oder Cyclohexyl, insbesondere jeweils für Isopropyl oder Cyclohexyl, am meisten bevorzugt jeweils für Cyclohexyl.
Diese Katalysatoren sind besonders gut zugänglich. Besonders bevorzugte Guanidingruppen aufweisende Katalysatoren der Formel (I) sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,1 '-( α,ω-Polyoxypro- pylen)bis(2,3-diisopropylguanidin) mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 470 bis 2'300 g/mol und 1 ,1 '-( a,co-Polyoxypropylen)bis(2,3-dicyclohexyl- guanidin) mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 630 bis 2'500 g/mol.
Der Katalysator der Formel (I) wird insbesondere erhalten durch die Umset- zung von mindestens einem Polyetheramin mit mindestens einem Reagens zur Einführung einer Amidin- oder Guanidin-Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Orthoestern, 1 ,3-Ketoestern, 1 ,3-Ketoamiden, Nitrilen, Imidsäu- reestern, Imidsäurechloriden, Amiden, Lactamen, Cyanamid, Carbodiimiden, Harnstoffen, O-Alkylisoharnstoffen, Thioharnstoffen, S-Alkylisothioharnstoffe, Aminoiminomethansulfonsäuren, Guanylpyrazolen und Guanidinen.
Zur Einführung von Amidingruppen sind Orthoester, 1 ,3-Ketoester, 1 ,3-Keto- amide, Nitrile, Imidsäureester, Imidsäurechloride, Amide und Lactame geeignet, insbesondere Orthoester, 1 ,3-Ketoester und Nitrile.
In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines Katalysators der Formel (I), bei welchem R3 für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aral- kyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen steht, wird mindestens ein Polyetheramin mit mindestens einem Orthoester oder mindestens einem 1 ,3-Ketoester oder mindestens einem Nitril umgesetzt. Dabei entsteht ein Amidingruppen aufweisen- der Katalysator der Formel (I).
Bevorzugte Orthoester sind Orthoformiate, Orthoacetate, Orthopropionate, Orthobutyrate und Orthovalerate, insbesondere Trimethylorthoformiat, Triethyl- orthoformiat, Trimethylorthoacetat und Triethylorthoacetat.
Bevorzugte 1 ,3-Ketoester sind Methylacetoacetat, Ethylacetoacetat, Isopropyl- acetoacetat oder tert.Butylacetoacetat, insbesondere Ethylacetoacetat.
Bevorzugte Nitrile sind Acetonitril, Propionitril, Butyronitril, Isobutyronitril, Vale- ronitril und Capronitril, insbesondere Acetonitril. Bevorzugt wird ein Amidingruppen aufweisender Katalysator der Formel (I) erhalten durch die Umsetzung von mindestens einem Polyetheramin mit mindestens einem Orthoester der Formel R3-C(ORa)3 und gegebenenfalls mindestens einem Monoamin der Formel R2-NH-R° , insbesondere R2-NH2, unter Freiset- zung von Alkohol RaOH, wobei Ra insbesondere für einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen steht. Diese Umsetzung wird bevorzugt bei erhöhter Temperatur, insbesondere bei 40 bis 160 °C und besonders bevorzugt bei 60 bis 140 °C, und erhöhtem Druck in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt.
Weiterhin bevorzugt wird ein Amidingruppen aufweisender Katalysator der For- mel (I) erhalten durch die Umsetzung von mindestens einem Polyetheramin mit mindestens einem 1 ,3-Ketoester der Formel R3-C(O)CH2C(O)ORa. Diese Umsetzung wird bevorzugt bei einer Temperatur von 20 bis 100 °C, insbesondere 40 bis 80 °C, durchgeführt, wobei der freigesetzte Ester CH3C(O)ORa bevorzugt destillativ entfernt wird. Bevorzugt wird dabei ein Katalysator eingesetzt, insbesondere eine Säure, bevorzugt eine Sulfonsäure.
Dafür bevorzugte Monoamine sind n-Hexylamin, Cyclohexylamin, Benzylamin, 2-Ethylhexylamin, n-Octylamin, n-Decylamin, Laurylamin und 2-Methoxyethyl- amin.
Die Umsetzung kann einstufig oder mehrstufig erfolgen.
Das Reaktionsprodukt aus diesem Verfahren wird bevorzugt ohne Aufarbeitung und/oder Reinigung in der Zusammensetzung verwendet, mit Ausnahme der destillativen Entfernung von flüchtigen Verbindungen, gegebenenfalls unter Vakuum.
Beim Einsatz von Polyetherdi- oder -triaminen entstehen typischerweise Gemi- sehe, welche neben dem gewünschten Katalysator der Formel (I) oligomere Nebenprodukte mit mehreren Amidingruppen enthalten.
Die Umsetzung erfolgt dann bevorzugt so, dass auf 1 mol Orthoester oder 1 ,3- Ketoester mindestens 2 mol Polyetherdiamin bzw. 3 mol Polyethertriamin eingesetzt werden, um die Nebenproduktbildung gering zu halten. Die dabei erhaltenen Katalysatoren der Formel (I) weisen primäre oder sekundäre Aminogruppen auf.
Werden neben Polyetherdi- oder -triaminen zusätzlich Monoamine eingesetzt, erhält man ebenfalls weniger oligomere Nebenprodukte. Die Umsetzung erfolgt in diesem Fall bevorzugt so, dass auf 1 mol Polyetherdiamin mindestens 2 mol - bzw. auf 1 mol Polyethertriamin mindestens 3 mol - Monoamin der Formel und mindestens 1 mol Orthoester oder 1 ,3-Ketoester eingesetzt werden. Die dabei erhaltenen Katalysatoren der Formel (I) sind frei von primären oder se- kundären Aminogruppen.
Beim Einsatz von aminopropylierten Polyetheraminen erfolgt die Umsetzung bevorzugt so, dass auf jede Aminopropylaminogruppe ungefähr 1 mol Orthoester oder 1 ,3-Ketoester eingesetzt wird. Dabei wird ein Katalysator der Formel (I) mit mindestens einer Amidingruppe erhalten, bei welcher R1 und R2 zusam- men für 1 ,3-Propylen stehen. In der folgenden Formel ist ein Umsetzungsprodukt aus Orthoacetat und einem doppelt aminopropylierten Polyoxypropylen- diamin im Molverhältnis 2/1 beispielhaft dargestellt:
Figure imgf000014_0001
Für den Fall, dass der Katalysator der Formel (I) cyclische Amidingruppen aufweist, ist ein Sechsring aufgrund der hohen katalytischen Aktivität bevorzugt.
Zur Einführung von Guanidingruppen sind Cyanamide, Carbodiimide, Harnstoffe, O-Alkylisoharnstoffe, Thioharn Stoffe, S-Alkylisothioharnstoffe, Aminoimino- methansulfonsäuren, Guanylpyrazole und Guanidine geeignet. Bevorzugt sind Cyanamide und Carbodiimide.
Besonders bevorzugt sind Carbodiimide. Auf diesem Weg sind besonders aktive Katalysatoren der Formel (I) auf besonders einfache Weise erhältlich.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines Katalysators der Formel (I), bei welchem R3 für -NR4R5 steht, wird mindestens ein Poly- etheramin der Formel A-(NHR1)n mit mindestens einem Carbodiimid der Formel R5-N=C=N-R2 umgesetzt. Dabei entsteht insbesondere ein Guanidingrup- pen aufweisender Katalysator der Formel (I a). R1, R2, R3, R4, R5 und n weisen die bereits beschriebenen Bedeutungen auf.
Als Carbodiimid eignen sich typischerweise aliphatische, cycloaliphatische oder arylaliphatische Carbodiimide, insbesondere einfache, im Handel erhältliche aliphatische und cycloaliphatische Carbodiimide, bevorzugt N,N'-Diisopro- pylcarbodiimid (DIC), N,N'-Di-tert.butylcarbodiimid, N,N'-Dicyclohexylcarbodi- imid (DCC) oder N-Ethyl-N'-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDC), besonders bevorzugt Ν,Ν'-Diisopropylcarbodiimid (DIC) oder N,N'-Dicyclohexylcar- bodiimid (DCC), insbesondere DCC.
Die Umsetzung des Polyetheramins mit dem Carbodiimid wird bevorzugt bei erhöhter Temperatur, insbesondere bei 40 bis 160 °C und besonders bevorzugt bei 60 bis 140 °C durchgeführt. Die Umsetzung kann ganz ohne die Ver- wendung von VOC-Lösemitteln erfolgen. Zur Beschleunigung der Umsetzung kann ein Katalysator eingesetzt werden, insbesondere eine Säure wie z.B. eine Carbonsäure oder Kohlensäure, oder eine Lewis-Säure wie z.B. Bortrifluorid- Etherat, Aluminiumchlorid, Aluminiumacetylacetonat, Eisen(lll)chlorid, Lithium- perchlorat, Zinkchlorid, Zinkacetat, Zink neodecanoat, Zinkacetylacetonat, Zinktriflat oder Lanthantriflat.
Die Umsetzung kann einstufig oder mehrstufig erfolgen.
Bei der Umsetzung wird bevorzugt soviel Carbodiimid eingesetzt, dass pro Equivalent Guanidingruppe, die gebildet werden soll, höchstens ein mol Carbodiimid vorhanden ist.
Insbesondere wird das Carbodiimid stöchiometrisch in Bezug auf die Amino- gruppen des Polyetheramins eingesetzt. Auf diese Weise ist der erhaltene Katalysator der Formel (I) weitgehend frei von primären oder sekundären Amino- gruppen.
Das Reaktionsprodukt aus diesem Verfahren wird bevorzugt ohne Aufarbei- tung und/oder Reinigung verwendet, mit Ausnahme der destillativen Entfernung von flüchtigen Verbindungen, gegebenenfalls unter Vakuum. Als Polyetheramin für die Herstellung eines Katalysators der Formel (I) geeignet sind Polyoxyalkylene oder polyoxyalkylierte Verbindungen mit endständigen Aminogruppen, wie sie kommerziell beispielsweise unter den Handelsnamen Jeffamine® (von Huntsman), Polyetheramine (von BASF) oder PC Amine® (von Nitroil) erhältlich sind, insbesondere solche mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 200 bis 5Ό00 g/mol, insbesondere die Folgenden:
- Polyetherdiamine mit 2-Aminopropyl- oder 2-Aminobutyl-Endgruppen, insbesondere Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® D-2000, Jeffami- ne® D-4000, Jeffamine® XTJ-582, Jeffamine® XTJ-578, Jeffamine® HK-51 1 , Jeffamine® ED-600, Jeffamine® ED-900, Jeffamine® ED-2003, Jeffamine® XTJ-568, Jeffamine® XTJ-569, Jeffamine® THF-100, Jeffamine® THF-140, Jeffamine® THF-230, Jeffamine® XTJ-533 oder Jeffamine® XTJ-536 (alle von Huntsman).
- Polyetherdiamine mit 4-Aminobutyl-Endgruppen aus der Aminierung von Poly(tetramethylenether)glykolen, insbesondere Jeffamine® THF-170 (von Huntsman).
- Polyethermonoamine, insbesondere Alkohol-gestartete Typen wie Jeffamine® M-600, Jeffamine® M-1000, Jeffamine® M-2005, Jeffamine® M-2070, Jeffamine® XTJ-581 , Jeffamine® XTJ-249, Jeffamine® XTJ-435 oder Alkyl- phenol-gestartete Typen wie Jeffamine® XTJ-436 (alle von Huntsman).
- Polyetherdiamine aus der Polyalkoxylierung von Diolen, insbesondere pro- poxyliertes 1 ,4-Dimethylolcyclohexan wie Jeffamine® RFD-270 (von Huntsman).
- Polyethertriamine, insbesondere Jeffamine® T-403, Jeffamine® T-3000, Jeffamine® T-5000 oder Jeffamine® XTJ-566 (alle von Huntsman).
- Polyetheramine mit sekundären Aminogruppen, insbesondere Jeffamine® SD-231 , Jeffamine® SD-401 , Jeffamine® SD-2001 oder Jeffamine® ST-404 (alle von Huntsman).
- Aminopropylierte Polyetheramine, wie sie durch Umsetzen von Polyether- aminen mit Acrylnitril und nachfolgender Hydrierung erhältlich sind.
Davon bevorzugt sind Polyetheramine mit primären Aminogruppen. Davon bevorzugt sind weiterhin Polyetheramine mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 220 bis 2Ό00 g/mol.
Ein bevorzugtes Polyetheramin ist ein Polyoxypropylendiamin, welches gege- benenfalls Anteile anderer Oxyalkylen-Einheiten wie insbesondere Oxyethylen- oder 1 ,2-Oxybutylen-Einheiten aufweist, oder ein Poly(tetramethylenether)di- amin, welches gegebenenfalls 1 ,2-Oxypropylen-Einheiten aufweist, oder ein Polyethermonoamin oder -diamin oder -triamin mit vorwiegend 1 ,2-Oxypropylen-Einheiten aus der Polyaddition von 1 ,2-Propylenoxid an Startermoleküle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Fettalkoholen, Alkyl- phenolen, Diolen und Triolen.
Besonders bevorzugt ist das Polyetheramin ein Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 220 bis 2Ό00 g/mol. Am meisten bevorzugt ist das Polyetheramin ein Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 400 bis 500 g/mol, insbesondere Jeffamine® D-400 oder Jeffamine® XTJ-582 (beide von Huntsman) oder PC-Amine® DA 400 (von Nitroil) oder Polyetheramine D 400 (von BASF).
In einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines Katalysators der Formel (I) wird dieser in Gegenwart eines Silangruppen-halti- gen Polymers, hergestellt. Dazu werden das Polyetheramin und das Reagens zur Einführung einer Amidin- oder Guanidin-Gruppe im Silangruppen-haltigen Polymer gelöst oder suspendiert und bei erhöhter Temperatur, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 120 °C, umgesetzt. Diese Herstel- lung des Katalysators der Formel (I) ist besonders vorteilhaft, da der Katalysator erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung entsteht, was in der Praxis einen Vorteil darstellen kann.
Diese Herstellungsart ist besonders vorteilhaft für die Umsetzung von Poly- etheraminen mit Carbodiimiden.
Der Katalysator der Formel (I) kann insbesondere zur Beschleunigung der Vernetzung von härtbaren Zusammensetzungen eingesetzt werden. Beispiele für geeignete härtbare Zusammensetzungen sind Epoxidharz-Zusammensetzungen, insbesondere heisshartende, über Dicyandiamid oder Carbonsäuren oder Carbonsäureanhydride vernetzende Systeme, wie sie beispielsweise in Klebstoffen, Beschichtungen und Giessharzen eingesetzt werden; Polyurethan- Zusammensetzungen, insbesondere zweikomponentige, durch Reaktion von Polyolen mit Isocyanaten vernetzende Systeme, wie sie beispielsweise für Klebstoffe, Beläge, Vergussmassen, Dichtfugen, Formkörper oder Blockschäume eingesetzt werden, sowie einkomponentige Systeme mit blockierten Iso- cyanatgruppen oder blockierten Aminogruppen, wie sie beispielsweise in Pul- verlacken, Coil Coatings, Elektrotauchlacken und Flüssiglacken eingesetzt werden; Epoxidharz-Polyurethan-Hybridsysteme; Cyanatesterharz-Zusam- mensetzungen; sowie Silangruppen-haltige Zusammensetzungen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung in Silangruppen-haltigen Zusammensetzungen, wobei diese auch bei relativ geringer Katalyator-Konzentration rasch aushärten und nicht zu migrationsbedingten Fehlern wie Separation, Ausschwitzen oder Substratverschmutzung neigen.
Dementsprechend betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Katalysators der Formel (I) in einer härtbaren Zusammensetzung, insbesondere einer Silangruppen-haltigen Zusammensetzung, als Vernetzungskatalysator.
Die härtbare Zusammensetzung stellt dabei insbesondere einen Klebstoff, einen Dichtstoff oder eine Beschichtung dar.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine härtbare Zusammensetzung enthaltend mindestens einen Katalysator der Formel (I) wie vorgängig beschrieben.
Eine solche Zusammensetzung enthält insbesondere mindestens ein Epoxidharz oder mindestens ein Polyisocyanat oder mindestens ein blockiertes Iso- cyanat oder mindestens ein Cyanesterharz oder mindestens ein Silangruppen- haltiges Polymer. Bevorzugt enthält die härtbare Zusammensetzung mindestens ein Silangrup- pen-haltiges Polymer.
Das Silangruppen-haltige Polymer ist in einer Ausführungsform ein Polyorga- nosiloxan mit endständigen Silangruppen, welches bevorzugt die Formel (III) aufweist,
(R)a R' (R)a
I
(X)s-a-Si-O Si- -Si-(X)3-a (III)
I
R"
wobei
R, R' und R" unabhängig voneinander jeweils für einen einwertigen Kohlenwasserstoff-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen stehen;
X für einen Hydroxyl-Rest oder für einen Alkoxy-, Acetoxy-, Ketoximato-, Ami- do- oder Enoxy-Rest mit 1 bis 13 C-Atomen steht;
a für 0, 1 oder 2 steht; und
m für eine ganze Zahl im Bereich von 50 bis etwa 2'500 steht. R steht bevorzugt für Methyl, Vinyl oder Phenyl.
R' und R" stehen bevorzugt unabhängig voneinander jeweils für einen Alkylrest mit 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 3 C-Atomen, insbesondere für Methyl.
X steht bevorzugt für einen Hydroxyl-Rest oder für einen Alkoxy- oder Ketoxi- mato-Rest mit 1 bis 6 C-Atomen, insbesondere für einen Hydroxyl-, Methoxy-, Ethoxy-, Methylethyl ketoximato- oder Methyl isobutylketoximato-Rest.
Besonders bevorzugt steht X für einen Hydroxylrest.
a steht bevorzugt für 0 oder 1 , insbesondere für 0.
Weiterhin ist m bevorzugt so gewählt, dass das Polyorganosiloxan der Formel (III) bei Raumtemperatur eine Viskosität im Bereich von 100 bis 500Ό00 mPa s, insbesondere von 1000 bis 100Ό00 mPa s, aufweist.
Solche Polyorganosiloxane sind gut handhabbar und vernetzen mit Feuchtigkeit und/oder Silanvernetzern zu festen Silicon-Polymeren mit elastischen Eigenschaften. Geeignete kommerziell erhältliche Polyorganosiloxane sind beispielsweise erhältlich von Wacker, Momentive Performance Material, GE Advanced Materials, Dow Corning, Bayer oder Shin Etsu. Bevorzugt enthält die härtbare Zusammensetzung zusätzlich zum Polyorgano- siloxan mit endständigen Silangruppen einen Silanvernetzer, insbesondere ein Silan der Formel (IV),
(R'")q-Si-(X')4-q (IV)
wobei
R'" für einen einwertigen Kohlenwasserstoff-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen steht, X' für einen Hydroxyl-Rest oder für einen Alkoxy-, Acetoxy-, Ketoximato-, Ami- do- oder Enoxy-Rest mit 1 bis 13 C-Atomen steht; und
q für einen Wert von 0, 1 oder 2, insbesondere für 0 oder 1 , steht.
Besonders geeignete Silane der Formel (IV) sind Methyltrimethoxysilan, Ethyl- trimethoxysilan, Propytrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Methyltriethoxy- silan, Vinyltriethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Tetramethoxysilan, Tetraethoxy- silan, Methyltris(methylethylketoximo)silan, Vinyltris(methylethylketoximo)silan und Methyltris(isobutyl ketoximo)silan .
Das Silangruppen-haltige Polymer ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Silangruppen-haltiges organisches Polymer, insbesondere ein Polyolefin, Polyester, Polyamid, Poly(meth)acrylat oder Polyether oder eine Mischform dieser Polymere, welches jeweils eine oder bevorzugt mehrere Si- langruppen trägt. Die Silangruppen können seitlich in der Kette oder endständig stehen und sind über ein C-Atom an das organische Polymer gebunden.
Besonders bevorzugt ist das Silangruppen-haltige organische Polymer ein Silangruppen-haltiges Polyolefin oder ein Silangruppen-haltiger Polyester oder ein Silangruppen-haltiges Poly(meth)acrylat oder ein Silangruppen-haltiger Polyether oder eine Mischform dieser Polymere. Am meisten bevorzugt ist ein Silangruppen-haltiger Polyether. Als Silangruppen am organischen Polymer bevorzugt sind Alkoxysilangruppen, insbesondere Endgruppen der Formel (V),
(R8) x (V)
-CH2-Si-(OR7)3.x
wobei
R7 für einen linearen oder verzweigten, einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere für Methyl oder für Ethyl oder für Isopropyl, steht;
R8 für einen linearen oder verzweigten, einwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 C-Atomen, insbesondere für Methyl oder für Ethyl, steht; und
x für einen Wert von 0 oder 1 oder 2, bevorzugt für 0 oder 1 , insbesondere für 0, steht.
Besonders bevorzugt steht R7 für Methyl oder für Ethyl.
Für bestimmte Anwendungen steht der Rest R7 bevorzugt für eine Ethylgrup- pe, da in diesem Fall bei der Aushärtung der Zusammensetzung ökologisch und toxikologisch harmloses Ethanol freigesetzt wird.
Besonders bevorzugt sind Trimethoxysilangruppen, Dimethoxymethylsilan- gruppen oder Triethoxysilangruppen.
Dabei weisen Methoxysilangruppen den Vorteil auf, dass sie besonders reaktiv sind, und Ethoxysilangruppen weisen den Vorteil auf, dass sie toxikologisch vorteilhaft und besonders lagerstabil sind.
Das Silangruppen-haltige organische Polymer weist im Mittel bevorzugt 1 .3 bis 4, insbesondere 1 .5 bis 3, besonders bevorzugt 1 .7 bis 2.8 Silangruppen pro Molekül auf. Die Silangruppen sind bevorzugt endständig.
Das Silangruppen-haltige organische Polymer weist bevorzugt ein mittleres Molekulargewicht, bestimmt mittels GPC gegenüber Polystyrol-Standard, im Bereich von 1000 bis 30Ό00 g/mol, insbesondere von 2000 bis 20Ό00 g/mol, auf. Das Silangruppen-haltige organische Polymer weist bevorzugt ein Silan- Equivalentgewicht von 300 bis 25Ό00 g/Eq, insbesondere von 500 bis 15Ό00 g/Eq, auf. Das Silangruppen-haltige organische Polymer kann bei Raumtemperatur fest oder flüssig vorliegen. Bevorzugt ist es bei Raumtemperatur flüssig.
Meist bevorzugt handelt es sich beim Silangruppen-haltigen organischen Poly- mer um einen bei Raumtemperatur flüssigen Silangruppen-haltigen Polyether, wobei die Silangruppen insbesondere Dialkoxysilangruppen und/oder Trialko- xysilangruppen, besonders bevorzugt Trimethoxysilangruppen oder Triethoxy- silangruppen, sind. Verfahren zur Herstellung von Silangruppen-haltigen Polyethern sind dem Fachmann bekannt.
In einem Verfahren sind Silangruppen-haltige Polyether erhältlich aus der Umsetzung von Allylgruppen-haltigen Polyethern mit Hydrosilanen, gegebenenfalls unter Kettenverlängerung mit beispielsweise Diisocyanaten.
In einem weiteren Verfahren sind Silangruppen-haltige Polyether erhältlich aus der Copolymerisation von Alkylenoxiden und Epoxysilanen, gegebenenfalls unter Kettenverlängerung mit beispielsweise Diisocyanaten.
In einem weiteren Verfahren sind Silangruppen-haltige Polyether erhältlich aus der Umsetzung von Polyetherpolyolen mit Isocyanatosilanen, gegebenenfalls unter Kettenverlängerung mit Diisocyanaten.
In einem weiteren Verfahren sind Silangruppen-haltige Polyether erhältlich aus der Umsetzung von Isocyanatgruppen-haltigen Polyethern, insbesondere NCO-terminierten Urethan-Polyethern aus der Umsetzung von Polyetherpolyolen mit einer überstöchiometischen Menge an Polyisocyanaten, mit Amino- silanen, Hydroxysilanen oder Mercaptosilanen. Silangruppen-haltige Polyether aus diesem Verfahren sind besonders bevorzugt. Dieses Verfahren ermöglicht den Einsatz einer Vielzahl von kommerziell gut verfügbaren, kostengünstigen Ausgangsmaterialien, womit unterschiedliche Polymereigenschaften erhalten werden können, beispielsweise eine hohe Dehnbarkeit, eine hohe Festigkeit, ein niedriges Elastizitätsmodul, ein tiefer Glasübergangspunkt oder eine hohe Witterungsbeständigkeit. Besonders bevorzugt ist der Silangruppen-haltige Polyether erhältlich aus der Umsetzung von NCO-terminierten Urethan-Polyethern mit Aminosilanen oder Hydroxysilanen. Geeignete NCO-terminierte Urethan-Polyether sind erhältlich aus der Umsetzung von Polyetherpolyolen, insbesondere Polyoxyalkylendiolen oder Polyoxyalkylentriolen, bevorzugt Polyoxypropylendiolen oder Polyoxypro- pylentriolen, mit einer überstöchiometrischen Menge an Polyisocyanaten, insbesondere Diisocyanaten.
Bevorzugt wird die Umsetzung zwischen dem Polyisocyanat und dem Poly- etherpolyol unter Feuchtigkeitsausschluss bei einer Temperatur von 50 °C bis 160 °C durchgeführt, gegebenenfalls in Anwesenheit geeigneter Katalysatoren, wobei das Polyisocyanat so dosiert ist, dass dessen Isocyanatgruppen im Verhältnis zu den Hydroxylgruppen des Polyols im stochiometrischen Überschuss vorhanden sind. Insbesondere wird der Überschuss an Polyisocyanat so gewählt, dass im resultierenden Urethan-Polyether nach der Umsetzung aller Hy- droxylgruppen ein Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 0.1 bis 5 Gewichts- %, bevorzugt 0.2 bis 4 Gewichts-%, besonders bevorzugt 0.3 bis 3 Gewichts- %, bezogen auf das gesamte Polymer, verbleibt.
Bevorzugte Diisocyanate sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,6- Hexamethylendiisocyanat (HDI), 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatome- thyl-cyclohexan (=lsophorondiisocyanat oder IPDI), 2,4- und 2,6-Toluylendiiso- cyanat und beliebige Gemische dieser Isomeren (TDI) und 4,4'-, 2,4'- und 2,2'- Diphenylmethandiisocyanat und beliebige Gemische dieser Isomeren (MDI). Besonders bevorzugt sind IPDI oder TDI. Meist bevorzugt ist IPDI. Damit werden Silangruppen-haltige Polyether mit besonders guter Lichtechtheit erhalten.
Speziell geeignet als Polyetherpolyole sind Polyoxyalkylendiole oder Polyoxy- alkylentriole mit einem Ungesättigtheitsgrad tiefer als 0.02 mEq/g, insbesondere tiefer als 0.01 mEq/g, und einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 25Ό00 g/mol, insbesondere 1000 bis 20Ό00 g/mol.
Neben Polyetherpolyolen können anteilig auch andere Polyole eingesetzt werden, insbesondere Polyacrylatpolyole, sowie niedrigmolekulare Diole oder Triole. Geeignete Aminosilane für die Umsetzung mit einem NCO-terminierten Ure- than-Polyether sind primäre und sekundäre Aminosilane. Bevorzugt sind 3- Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyldimethoxymethylsilan, 4-Amino- butyl-trimethoxysilan, 4-Amino-3-methylbutyl-trimethoxysilan, 4-Amino-3,3- dimethylbutyl-trimethoxysilan, N-Butyl-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-Phenyl- 3-aminopropyltrimethoxysilan, Addukte aus primären Aminosilanen wie 3- Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyldimethoxymethylsilan oder N-(2- Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan und Michael-Akzeptoren wie Acryl- nitril, (Meth)acrylsäureestern, (Meth)acrylsäureamiden, Maleinsäure- oder Fu- marsäurediestern, Citraconsäurediestern oder Itaconsäurediestern, insbesondere N-(3-Trimethoxysilylpropyl)amino-bernsteinsäuredimethyl- oder -diethyl- ester. Ebenfalls geeignet sind Analoga der genannten Aminosilane mit Ethoxy- oder Isopropoxygruppen anstelle der Methoxygruppen am Silicium. Geeignete Hydroxysilane für die Umsetzung mit einem NCO-terminierten Ure- than-Polyether sind insbesondere erhältlich aus der Addition von Aminosilanen an Lactone oder an cyclische Carbonate oder an Lactide.
Dafür geeignete Aminosilane sind insbesondere 3-Aminopropyl-trimethoxy- silan, 3-Aminopropyl-triethoxysilan, 4-Aminobutyl-trimethoxysilan, 4-Aminobu- tyl-triethoxysilan, 4-Amino-3-methylbutyl-trimethoxysilan, 4-Amino-3-methyl- butyl-triethoxysilan, 4-Amino-3,3-dimethylbutyl-trimethoxysilan, 4-Amino-3,3- dimethylbutyl-triethoxysilan, 2-Aminoethyl-trimethoxysilan oder 2-Aminoethyl- triethoxysilan. Besonders bevorzugt sind 3-Aminopropyl-trimethoxysilan, 3- Aminopropyl-triethoxysilan, 4-Amino-3,3-dimethylbutyl-trimethoxysilan oder 4- Amino-3,3-dimethylbutyl-triethoxysilan.
Als Lactone geeignet sind insbesondere γ-Valerolacton, γ-Octalacton, δ-Deca- lacton, und ε-Decalacton, insbesondere γ-Valerolacton.
Als cyclische Carbonate eignen sich insbesondere 4,5-Dimethyl-1 ,3-dioxolan- 2-on, 4,4-Dimethyl-1 ,3-dioxolan-2-on, 4-Ethyl-1 ,3-dioxolan-2-on, 4-Methyl-1 ,3- dioxolan-2-οη oder 4-(Phenoxymethyl)-1 ,3-dioxolan-2-on.
Als Lactide eignen sich insbesondere 1 ,4-Dioxan-2,5-dion (Lactid aus 2-Hydro- xyessigsäure, auch„Glycolid" genannt), 3,6-Dimethyl-1 ,4-dioxan-2,5-dion (Lac- tid aus Milchsäure, auch„Lactid" genannt) und 3,6-Diphenyl-1 ,4-dioxan-2,5- dion (Lactid aus Mandelsäure).
Bevorzugte Hydroxysilane, welche auf diese Weise erhalten werden, sind N-(3- Thethoxysilylpropyl)-2-hydroxypropanamid, N-(3-Trimethoxysilylpropyl)-2-hy- droxypropanamid, N-(3-Triethoxysilylpropyl)-4-hydroxypentanamid, N-(3-Tri- ethoxysilylpropyl)-4-hydroxyoctanamid, N-(3-Triethoxysilylpropyl)-5-hydroxy- decanamid und N-(3-Thethoxysilylpropyl)-2-hydroxypropylcarbamat.
Weiterhin sind geeignete Hydroxysilane auch erhältlich aus der Addition von Aminosilanen an Epoxide oder aus der Addition von Aminen an Epoxysilane. Bevorzugte Hydroxysilane, welche auf diese Weise erhalten werden, sind 2- Morpholino-4(5)-(2-trimethoxysilylethyl)cyclohexan-1 -ol, 2-Morpholino-4(5)-(2- triethoxysilylethyl)cyclohexan-1 -ol oder 1 -Morpholino-3-(3-(triethoxysilyl)pro- poxy)propan-2-ol.
Als Silangruppen-haltige Polyether sind auch konnnnerziell erhältliche Produkte geeignet, insbesondere die Folgenden: MS Polymer™ (von Kaneka Corp.; insbesondere die Typen S203H, S303H, S227, S810, MA903 und S943); MS Polymer™ bzw. Silyl™ (von Kaneka Corp.; insbesondere die Typen SAT010, SAT030, SAT200, SAX350, SAX400, SAX725, MAX450, MAX951 ); Excestar® (von Asahi Glass Co. Ltd.; insbesondere die Typen S2410, S2420, S3430, S3630); SPUR+* (von Momentive Performance Materials; insbesondere die Typen 1010LM, 1015LM, 1050MM); Vorasil™ (von Dow Chemical Co.; insbesondere die Typen 602 und 604); Desmoseal® (von Bayer MaterialScience AG; insbesondere die Typen S XP 2458, S XP 2636, S XP 2749, S XP 2774 und S XP 2821 ), TEGOPAC® (von Evonik Industries AG; insbesondere die Typen Seal 100, Bond 150, Bond 250), Polymer ST (von Hanse Chemie AG/Evonik Industries AG, insbesondere die Typen 47, 48, 61 , 61 LV, 77, 80, 81 ); Geniosil® STP (von Wacker Chemie AG; insbesondere die Typen E10, E15, E30, E35).
Besonders bevorzugte Endgruppen der Formel (V) sind Endgruppen der Formel (VI), (^8) (VI)
— Y-R9-Si-(OR7)3-x
wobei
R9 für einen linearen oder verzweigten, zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen, welcher gegebenenfalls cyclische und/oder aromatische Anteile und gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome, insbesondere ein oder mehrere Stickstoffatome, aufweist, steht;
Y für einen zweiwertigen Rest ausgewählt aus -O-, -S-, -N(R10)-,
-O-CO-N(R10)-, -N(R10)-CO-O- und -N(R10)-CO-N(R10)- steht,
wobei R10 für Wasserstoff oder für einen linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoff-Rest mit 1 bis 20 C-Atomen, welcher gegebenenfalls cy- clische Anteile aufweist, und welcher gegebenenfalls eine Alkoxysilyl-,
Ether- oder Carbonsäureestergruppe aufweist, steht; und
R7, R8 und x die bereits genannten Bedeutungen aufweisen.
Bevorzugt steht R9 für 1 ,3-Propylen oder für 1 ,4-Butylen, wobei Butylen mit einer oder zwei Methylgruppen substituiert sein kann.
Besonders bevorzugt steht R9 für 1 ,3-Propylen.
Bevorzugt ist der Katalysator der Formel (I) in einer Silangruppen-haltigen Zusammensetzung in einer solchen Menge vorhanden, dass das Gewichtsver- hältnis zwischen dem Silangruppen-haltigen Polymer und dem Katalysator der Formel (I) mindestens 10/1 , bevorzugt mindestens 20/1 , beträgt.
Weiterhin bevorzugt ist der Katalysator der Formel (I) in einer Silangruppen- haltigen Zusammensetzung in einer solchen Menge vorhanden, dass das Gewichtsverhältnis zwischen dem Silangruppen-haltigen Polymer und dem Kata- lysator der Formel (I) höchstens 5Ό00/1 , bevorzugt höchstens 2Ό00/1 , insbesondere höchstens 1 Ό00/1 , beträgt.
Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis zwischen dem Silangruppen-haltigen Polymer und dem Katalysator der Formel (I) im Bereich von 10/1 bis 2Ό00/1 , insbesondere 20/1 bis 2Ό00/1 .
Eine solche Zusammensetzung weist eine gute Lagerfähigkeit und eine schnelle Aushärtung auf. Zusätzlich zum Katalysator der Formel (I) kann die härtbare Zusammensetzung weitere Katalysatoren, insbesondere für die Vernetzung von Silangrup- pen, enthalten. Als weitere Katalysatoren geeignet sind insbesondere Metall- Katalysatoren und/oder basische Stickstoff- oder Phosphorverbindungen.
Mögliche Metall-Katalysatoren sind insbesondere Verbindungen von Zinn, Titan, Zirkonium, Aluminium oder Zink, insbesondere Diorganozinn(IV)-Ver- bindungen wie insbesondere Dibutylzinn(IV)-diacetat, Dibutylzinn(IV)-dilaurat, Dibutylzinn(IV)-dineodecanoat oder Dibutylzinn(IV)-bis(acetylacetonat) und Dioctylzinn(IV)-dilaurat, sowie Titan(IV)- oder Zirkonium(IV)- oder Alumini- um(lll)- oder Zink(ll)-Komplexe mit insbesondere Alkoxy-, Carboxylat-, 1 ,3- Diketonat-, 1 ,3-Ketoesterat- oder 1 ,3-Ketoamidat-Liganden.
Mögliche basische Stickstoff- oder Phosphorverbindungen sind insbesondere Imidazole, Pyridine, Phosphazen-Basen oder bevorzugt Amine, Hexahydro- triazine oder Biguanide sowie Amidine oder Guanidine, welche nicht der Formel (I) entsprechen.
Geeignete Amine sind insbesondere Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylamine wie Triethylamin, Triisopropylamin, 1 -Butylamin, 2-Butylamin, tert.Butylamin, 3- Methyl-1 -butylamin, 3-Methyl-2-butylamin, Dibutylamin, Tributylamin, Hexyl- amin, Dihexylamin, Cyclohexylamin, Dicyclohexylamin, Dimethylcyclohexyl- amin, Benzylamin, Dibenzylamin, Dimethylbenzylamin, Octylamin, 2-Ethyl- hexylamin, Di-(2-ethylhexyl)amin, Laurylamin, Ν,Ν-Dimethyl-laurylamin, Stea- rylamin, Ν,Ν-Dimethyl-stearylamin; von natürlichen Fettsäuregemischen abgeleitete Fettamine, wie insbesondere Cocoalkylamin, N,N-Dimethyl-cocoalkyl- amin, Ci6-22-Alkylamin, N,N-Dimethyl-Ci6-22-alkylamin, Soyaalkylamin, N,N- Dimethyl-soyaalkylamin, Oleylamin, Ν,Ν-Dimethyl-oleylamin, Talgalkylamin oder Ν,Ν-Dimethyl-talgalkylamin, erhältlich beispielsweise unter den Handelsnamen Armeen® (von Akzo Nobel) oder Rofamin® (von Ecogreen Oleochemi- cals); aliphatische, cycloaliphatische oder araliphatische Diamine wie Ethylen- diamin, Butandiamin, Hexamethylendiamin, Dodecandiamin, Neopentandi- amin, 2-Methyl-pentamethylendiamin (MPMD), 2,2(4),4-Trimethylhexamethy- lendiamin (TMD), Isophorondiamin (IPD), 2,5(2,6)-Bis-(aminomethyl)-bicy- clo[2.2.1 ]heptan (NBDA), 1 ,3-Xylylendiamin (MXDA), N,N'-Di(tert.butyl)ethylen- diamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetrannethyl-ethylendiannin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethyl-propylen- diamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetrannethyl-hexannethylendiannin, 3-Dimethylaminopropyl- amin, 3-(Methylamino)propylamin, 3-(Cyclohexylamino)propylannin, Piperazin, N-Methylpiperazin, N,N'-Dinnethylpiperazin, 1 ,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, Fett- polyamine wie N-Cocoalkyl-1 ,3-propandiamin, N-Oleyl-1 ,3-propandiamin, N- Soyaalkyl-1 ,3-propandiamin, N-Talgalkyl-1 ,3-propandiamin oder N-(Ci6-22- Al- kyl)-1 ,3-propandiamin, erhältlich beispielsweise unter dem Handelsnamen Duomeen® (von Akzo Nobel); Polyalkylenamine wie Diethylentriamin, Dipropy- lentriamin, Triethylentetramin (TETA), Tetraethylenpentamin (TEPA), Pentame- thylenhexamin (PEHA), 3-(2-Aminoethyl)aminopropylamin, N,N'-Bis(3-amino- propyl)ethylendiamin, N-(3-Aminopropyl)-N-methylpropandiamin, Bis(3-dime- thylaminopropyl)amin, N-(3-Dimethylaminopropyl)-1 ,3-propylendiamin, N-(2- Aminoethyl)piperazin (N-AEP), N-(2-Aminopropyl)piperazin, N,N'-Di-(2-amino- ethyl)piperazin, 1 -Methyl-4-(2-dimethylaminoethyl)piperazin, N,N,N',N",N"- Pentamethyldiethylentriamin, N,N,N',N",N"-Pentamethyldipropylentriamin, Polyethylenimine, erhältlich beispielsweise unter den Handelsnamen Lupasol® (von BASF) und Epomin® (von Nippon Shokubai); Etheramine, wie insbesondere 2-Methoxyethylamin, 2-Ethoxyethylamin, 3-Methoxypropylamin, 3-Ethoxy- propylamin, 3-(2-Ethylhexyloxy)propylamin, 3-(2-Methoxyethoxy)propylamin, 2(4)-Methoxyphenylethylamin, Morpholin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpho- lin, 2-Aminoethylmorpholin, Bis(2-aminoethyl)ether, Bis(dimethylaminoethyl)- ether, Bis(dimorpholinoethyl)ether, N,N,N'-Trimethyl-N'-hydroxyethylbis(2- aminoethyl)ether, 3,6-Dioxaoctan-1 ,8-diamin, 4,7-Dioxadecan-1 ,10-diamin, 4,7-Dioxadecan-2,9-diamin, 4,9-Dioxadodecan-1 ,12-diamin, 5,8-Dioxadode- can-3,10-diamin, 4,7,10-Trioxatridecan-1 ,13-diamin oder 2-Aminopropyl-termi- nierte Glykole, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen Jeffamin® (von Huntsman) erhältlich sind; Aminoalkohole, wie insbesondere Ethanolamin, Iso- propanolamin, Diethanolamin, Diisopopanolamin, Triethanolamin, Triisopro- panolamin, N-Butylethanolamin, Diglykolamin, Ν,Ν-Diethylethanolamin, N- Methyldiethanolamin, N-Methyldiisopropylamin, Ν,Ν,Ν'-Trimethylaminoethyl- ethanolamin, N-(3-Dimethylanninopropyl)-N,N-diisopropanolannin, N,N-Bis(3- dimethylanninopropyl)-N-isopropanolannin, 2-(2-Dimethylaminoethoxy)ethanol- amin oder Addukte aus Mono- und Polyaminen mit Epoxiden oder Diepoxiden; Phenolgruppen-haltige Amine, wie insbesondere Kondensationsprodukte aus Phenolen, Aldehyden und Aminen (sogenannte Mannich-Basen und Phenalk- amine) wie insbesondere 2-(Dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-Tris(dimethyl- aminomethyl)phenol oder Polymere aus Phenol, Formaldehyd und N,N-Dime- thyl-1 ,3-propandiamin sowie im Handel unter den Markennamen Cardolite® (von Cardolite), Aradur® (von Huntsman) und Beckopox® (von Cytec) erhältliche Phenalkamine; Amidgruppen-haltige Polyamine, sogenannte Polyamido- amine, wie sie im Handel erhältlich sind, beispielsweise unter den Markennamen Versamid® (von Cognis), Aradur® (von Huntsman), Euretek® (von Huntsman) oder Beckopox® (von Cytec); oder Aminosilane, wie insbesondere 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3-Aminopropyldimethoxymethylsilan, N-(2- Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl- methyldimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-N'-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylen- diamin oder deren Analoga mit Ethoxy- anstelle der Methoxygruppen am Silicium.
Geeignete Triazine sind insbesondere 1 ,3,5-Hexahydrotriazin oder 1 ,3,5- Tris(3-(dimethylamino)propyl)-hexahydrotriazin.
Geeignete Biguanide sind insbesondere Biguanid, 1 -Butylbiguanid, 1 ,1 -Dime- thylbiguanid, 1 -Butylbiguanid, 1 -Phenylbiguanid oder 1 -(o-Tolyl)biguanid (OTBG).
Geeignete Amidine, welche nicht der Formel (I) entsprechen, sind insbesondere 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU), 1 ,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5- en (DBN), 6-Dibutylamino-1 ,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, 6-Dibutylamino- 1 ,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en, N,N'-Di-n-hexylacetamidin (DHA), 2-Methyl- 1 ,4,5,6-tetrahydropyrimidin, 1 ,2-Dimethyl-1 ,4,5,6-tetrahydropyrimidin, 2,5,5- Trimethyl-1 ,4,5,6-tetrahydropyrimidin, N-(3-Trimethoxysilylpropyl)-4,5-dihydro- imidazol oder N-(3-Triethoxysilylpropyl)-4,5-dihydroimidazol.
Geeignete Guanidine, welche nicht der Formel (I) entsprechen, sind insbesondere 1 -Butylguanidin, 1 ,1 -Dimethylguanidin, 1 ,3-Dimethylguanidin, 1 ,1 ,3,3-Te- tramethylguanidin (TMG), 2-(3-(Trimethoxysilyl)propyl)-1 ,1 ,3,3-tetramethyl- guanidin, 2-(3-(Methyldimethoxysilyl)propyl)-1 ,1 ,3,3-tetramethylguanidin, 2-(3- (Triethoxysilyl)propyl)-1 ,1 ,3,3-tetramethylguanidin, 1 ,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]- dec-5-en (TBD), 7-Methyl-1 ,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, 7-Cyclohexyl- 1 ,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-en, 1 -Phenylguanidin, 1 -(o-Tolyl)guanidin (OTG), 1 ,3-Diphenylguanidin, 1 ,3-Di(o-tolyl)guanidin oder 2-Guanidinobenz- imidazol.
Weiterhin kann die härtbare Zusannnnensetzung als Co-Katalysator eine Säure enthalten, insbesondere eine Carbonsäure. Bevorzugt sind aliphatische Carbonsäuren wie Ameisensäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Isostearin säure, Ölsäure, 2-Ethyl-2,5-dimethylcapronsäure, 2-Ethylhexansäure, Neodecansäure, Fettsäuregemische aus der Verseifung von natürlichen Fetten und Ölen oder Di- und Polycarbonsäuren, insbesondere Poly(meth)acrylsäuren.
Die härtbare Zusammensetzung ist in einer bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen frei von Organozinn-Verbindungen. Organozinn-freie Zusammensetzungen sind hinsichtlich Gesundheitsschutz und Umweltschutz vorteilhaft. Insbesondere beträgt der Zinngehalt der härtbaren Zusammensetzung weniger als 0.1 Gew.-%, insbesondere weniger als 0.05 Gew.-%.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die härtbare Zusammensetzung neben einem Katalysator der Formel (I) zusätzlich mindestens ein Organotitanat. Eine Kombination aus Katalysator der Formel (I) und Organotitanat weist eine besonders hohe katalytische Aktivität auf. Dadurch wird eine schnelle Aushärtung einer solchen Zusammensetzung bei verhältnismässig geringer Einsatzmenge des Katalysators der Formel (I) ermöglicht.
Als Organotitanat geeignet sind insbesondere Titan(IV)-Komplexverbindungen. Bevorzugte Organoititanate sind insbesondere ausgewählt aus
- Titan(IV)-Komplexverbindungen mit zwei 1 ,3-Diketonat-Liganden, insbesondere 2,4-Pentandionat (=Acetylacetonat), und zwei Alkoholat-Liganden; - Titan(IV)-Komplexverbindungen mit zwei 1 ,3-Ketoesterat-Liganden, insbesondere Ethylacetoacetat, und zwei Alkoholat-Liganden; - Titan(IV)-Komplexverbindungen mit einem oder mehreren Aminoalkoholat- Liganden, insbesondere Triethanolamin oder 2-((2-Aminoethyl)amino)etha- nol, und einem oder mehreren Alkoholat-Liganden;
- Titan(IV)-Komplexverbindungen mit vier Alkoholat-Liganden;
- sowie höherkondensierte Organotitanate, insbesondere oligomeres
Titan(IV)-tetrabutanolat, auch als Polybutyltitanat bezeichnet;
wobei als Alkoholat-Liganden insbesondere Isobutoxy, n-Butoxy, Isopropoxy, Ethoxy und 2-Ethylhexoxy geeignet sind. Insbesondere geeignet sind die kommerziell erhältlichen Typen Tyzor® AA, GBA, GBO, AA-75, AA-65, AA-105, DC, BEAT, BTP, TE, TnBT, KTM, TOT, TPT oder IBAY (alle von Dorf Ketal); Tytan PBT, TET, X85, TAA, ET, S2, S4 oder S6 (alle von Borica Company Ltd.) und Ken-React® KR® TTS, 7, 9QS, 12, 26S, 33DS, 38S, 39DS, 44, 134S, 138S, 133DS, 158FS oder LICA® 44 (alle von Kenrich Petrochemicals).
Ganz besonders geeignete Organotitanate sind ausgewählt aus Bis(ethylace- toacetato)diisobutoxy-titan(IV) (kommerziell erhältlich beispielsweise als Tyzor® IBAY von Dorf Ketal), Bis(ethylacetoacetato)diisopropoxy-titan(IV) (kommerziell erhältlich beispielsweise als Tyzor® DC von Dorf Ketal), Bis(acetylacetonato)di- isopropoxy-titan(IV), Bis(acetylacetonato)diisobutoxy-titan(IV), Tris(oxyethyl)- amin-isopropoxy-titan(IV), Bis[tris(oxyethyl)amin]diisopropoxy-titan(IV), Bis(2- ethylhexan-1 ,3-dioxy)-titan(IV), Tris[2-((2-Aminoethyl)amino)ethoxy]ethoxy-ti- tan(IV), Bis(neopentyl(diallyl)oxy)-diethoxy-titan(IV), Titan(IV)-tetrabutanolat, Tetra(2-ethylhexyloxy)titanat, Tetra(isopropoxy)titanat und Polybutyltitanat. Am meisten bevorzugt sind Bis(ethylacetoacetato)diisobutoxy-titan(IV) oder Bis(ethylacetoacetato)diisopropoxy-titan(IV).
In einer Organotitanat-haltigen Zusammensetzung liegt das Gewichtsverhältnis zwischen einem Silangruppen-haltigen Polymer und dem Katalysator der Formel (I) bevorzugt im Bereich von 20/1 bis 2Ό00/1 , insbesondere 40/1 bis 2Ό00/1 . Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Organotitanat und dem Katalysator der Formel (I) liegt bevorzugt im Bereich von 10/1 bis 1/10, besonders bevorzugt 5/1 bis 1/5, insbesondere 5/1 bis 1/3.
Die härtbare Zusammensetzung kann zusätzlich zum Katalysator der Formel (I) weitere Bestandteile enthalten, insbesondere die folgenden Hilfs- und Zusatzmittel:
- Haftvermittler und/oder Vernetzer, insbesondere Aminosilane wie insbe- sondere 3-Aminopropyl-trimethoxysilan, 3-Aminopropyl-dimethoxymethyl- silan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-trimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3- aminopropyl-dimethoxymethylsilan, N-(2-Aminoethyl)-N'-[3-(trimethoxysi- lyl)propyl]ethylendiamin oder deren Analoga mit Ethoxy- anstelle von Metho- xygruppen, weiterhin N-Phenyl-, N-Cyclohexyl- oder N-Alkylaminosilane, Mercaptosilane, Epoxysilane, (Meth)acrylosilane, Anhydridosilane, Carbama- tosilane, Alkylsilane oder Iminosilane, oligomere Formen dieser Silane, Ad- dukte aus primären Aminosilanen mit Epoxysilanen oder (Meth)acrylosilanen oder Anhydridosilanen, aminofunktionelle Alkylsilsesquioxane, insbesondere aminofunktionelles Methylsilsesquioxan oder aminofunktionelles Propylsil- sesquioxan. Insbesondere geeignet sind 3-Aminopropyltrimethoxysilan, 3- Aminopropyltriethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl-triethoxysilan, 3-Glycidoxypropyltrimethoxy- silan, 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan oder 3-Ureidopropyltrimethoxysilan, oder oligomere Formen dieser Silane;
- Trocknungsmittel, insbesondere Tetraethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vi- nyltriethoxysilan oder Organoalkoxysilane, welche in α-Stellung zur Silan- gruppe eine funktionelle Gruppe aufweisen, insbesondere N-(Methyldime- thoxysilylmethyl)-O-methyl-carbamat, (Methacryloxymethyl)silane, Methoxy- methylsilane, Orthoameisensäureester, Calciumoxid oder Molekularsiebe, insbesondere Vinyltrimethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan;
- Weichmacher, insbesondere trialkylsilylterminierte Polydialkylsiloxane wie insbesondere trimethylsilylterminierte Polydimethylsiloxane, insbesondere mit Viskositäten im Bereich von 10 bis 1 Ό00 mPa s, oder entsprechende Verbindungen, bei denen einige der Methylgruppen ersetzt sind durch andere organische Gruppen, insbesondere Phenyl-, Vinyl- oder Trifluorpropyl- gruppen, sogenannte Reaktivweichmacher in Form von monofunktionellen, also einseitig reaktiven, Polysiloxanen, Carbonsäureester wie Phthalate, insbesondere Dioctylphthalat, Bis(2-ethylhexyl)phthalat, Bis(3-propylhep- tyl)phthalat, Diisononylphthalat oder Diisodecylphthalat, Diester von ortho- Cyclohexandicarbonsäure, insbesondere Diisononyl-1 ,2-cyclohexandicar- boxylat, Adipate, insbesondere Dioctyladipat, Bis(2-Ethylhexyl)adipat, Aze- late, insbesondere Bis(2-ethylhexyl)acelat, Sebacate, insbesondere Bis(2- ethylhexyl)sebacat oder Diisononylsebacat, Polyole, insbesondere Polyoxy- alkylenpolyole oder Polyesterpolyole, Glykolether, Glykolester, organische Phosphor- oder Sulfonsäureester, Sulfonsäureamide, Polybutene oder von natürlichen Fetten oder Ölen abgeleitete Fettsäuremethyl- oder -ethylester, auch„Biodiesel" genannt, wobei Siloxangruppen-haltige Weichmacher besonders geeignet sind für Silangruppen-haltige Polymere in Form von Poly- organosiloxanen;
Lösemittel;
anorganische oder organische Füllstoffe, insbesondere natürliche, gemahlene oder gefällte Calciumcarbonate, welche gegebenenfalls mit Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, beschichtet sind, Baryt (Schwerspat), Talke, Quarzmehle, Quarzsand, Dolomite, Wollastonite, Kaoline, calcinierte Kaoline, Mica (Kalium-Aluminium-Silikat), Molekularsiebe, Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Magnesiumhydroxid, Kieselsäuren inklusive hochdisperse Kieselsäuren aus Pyrolyseprozessen, industriell hergestellte Russe, Graphit, Metall-Pulver wie Aluminium, Kupfer, Eisen, Silber oder Stahl, PVC-Pulver oder Hohlkugeln;
Fasern, insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, Metallfasern, Keramikfasern oder Kunststofffasern wie Polyamidfasern oder Polyethylenfasern;
Farbstoffe;
Pigmente, insbesondere Titandioxid oder Eisenoxide;
Rheologie-Modifizierer, insbesondere Verdickungsmittel, insbesondere Schichtsilikate wie Bentonite, Derivate von Rizinusöl, hydriertes Rizinusöl, Polyamide, Polyurethane, Harnstoffverbindungen, pyrogene Kieselsäuren, Celluloseether oder hydrophob modifizierte Polyoxyethylene;
- Stabilisatoren gegen Oxidation, Wärme, Licht oder UV-Strahlung;
- natürliche Harze, Fette oder Öle wie Kolophonium, Schellack, Leinöl, Rizi- nusöl oder Sojaöl;
- nicht-reaktive Polymere, wie insbesondere Homo- oder Copolymere von ungesättigten Monomeren, insbesondere aus der Gruppe umfassend Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Isopren, Vinylacetat oder Alkyl(meth)acrylate, insbesondere Polyethylene (PE), Polypropylene (PP), Polyisobutylene, Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA) oder ataktische Poly-a-Olefine
(APAO);
- flammhemmende Substanzen, insbesondere die bereits genannten Füllstoffe Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid, oder insbesondere organische Phosphorsäureester wie insbesondere Triethylphosphat, Trikresyl- phosphat, Triphenylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Isodecyldiphenyl- phosphat, Tris(1 ,3-dichlor-2-propyl)phosphat, Tris(2-chlorethyl)phosphat, Tris(2-ethylhexyl)phosphat, Tris(chlorisopropyl)phosphat, Tris(chlorpropyl)- phosphat, isopropyliertes Triphenylphosphat, Mono-, Bis- oder Tris(isoprop- ylphenyl)phosphate unterschiedlichen Isopropylierungsgrades, Resorcinol- bis(diphenylphosphat), Bisphenol-A-bis(diphenylphosphat) oder Ammoniumpolyphosphate;
- oberflächenaktive Substanzen, insbesondere Netzmittel, Verlaufsmittel, Entlüftungsmittel oder Entschäumer;
- Biozide, insbesondere Algizide, Fungizide oder das Pilzwachstum hemmen- de Substanzen;
sowie weitere üblicherweise in härtbaren Zusammensetzungen eingesetzte Substanzen. Es kann sinnvoll sein, gewisse Bestandteile vor dem Einmischen in die Zusammensetzung chemisch oder physikalisch zu trocknen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die härtbare Zusammensetzung mindestens ein Trocknungsmittel und mindestens einen Haftvermittler und/oder Vernetzer. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die härtbare Zusammensetzung keine Phthalate als Weichmacher. Solche Zusammensetzungen sind toxikologisch vorteilhaft und weisen weniger Probleme mit Migrationseffekten auf. Die härtbare Zusammensetzung wird vorzugsweise unter Ausschluss von Feuchtigkeit hergestellt und aufbewahrt. Typischerweise ist sie in einer geeigneten Verpackung oder Anordnung, wie insbesondere einer Flasche, einer Büchse, einem Beutel, einem Eimer, einem Fass oder einer Kartusche, unter Ausschluss von Feuchtigkeit lagerstabil.
Die härtbare Zusammensetzung kann in Form einer einkomponentigen oder in Form einer mehrkomponentigen, insbesondere zweikomponentigen, Zusammensetzung vorliegen.
Als„einkomponentig" wird im vorliegenden Dokument eine Zusammensetzung bezeichnet, bei welcher alle Bestandteile der Zusammensetzung vermischt im gleichen Gebinde gelagert werden und welche mit Feuchtigkeit härtbar ist. Als„zweikomponentig" wird im vorliegenden Dokument eine Zusammensetzung bezeichnet, bei welcher die Bestandteile der Zusammensetzung in zwei verschiedenen Komponenten vorliegen, welche in voneinander getrennten Gebinden gelagert werden. Erst kurz vor oder während der Applikation der Zusammensetzung werden die beiden Komponenten miteinander vermischt, worauf die vermischte Zusammensetzung aushärtet, gegebenenfalls unter Einwirkung von Feuchtigkeit.
Die härtbare Zusammensetzung eignet sich für eine Vielzahl von Verwendun- gen, insbesondere als Anstrich, Lack oder Primer, als Harz zur Herstellung von Faserverbundwerkstoff (Composite), als Hartschaum, Weichschaum, Formteil, Elastomer, Faser, Folie oder Membran, als Vergussmasse, Dichtstoff, Klebstoff, Belag, Beschichtung oder Anstrich für Bau- und Industrieanwendungen, beispielsweise als Nahtabdichtung, Hohlraumversiegelung, Elektroisolations- masse, Spachtelmasse, Fugend ichtstoff, Schweiss- oder Bördelnahtdichtstoff, Montageklebstoff, Karrosserieklebstoff, Scheiben klebstoff, Sandwichelement- klebstoff, Kaschierklebstoff, Laminatklebstoff, Verpackungsklebstoff, Holzklebstoff, Parkettklebstoff, Verankerungsklebstoff, Bodenbelag, Bodenbeschich- tung, Balkonbeschichtung, Dachbeschichtung, Betonschutzbeschichtung, Parkhausbeschichtung, Versiegelung, Rohrbeschichtung, Korrosionsschutz- beschichtung, Textilbeschichtung, Dämpfungselement, Dichtungselement oder Spachtelmasse.
Besonders geeignet ist die härtbare Zusammensetzung als Klebstoff und/oder Dichtstoff, insbesondere für die Fugenabdichtung und für elastische Klebeverbindungen in Bau- und Industrieanwendungen, sowie als elastische Beschichtung mit rissüberbrückenden Eigenschaften, insbesondere zum Schützen und/oder Abdichten von beispielsweise Dächern, Böden, Baikonen, Parkdecks oder Betonröhren.
Eine solche Zusammensetzung enthält typischerweise Weichmacher, Füllstoffe, Haftvermittler und/oder Vernetzer und Trocknungsmittel und gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe.
Für eine Anwendung als Klebstoff oder Dichtstoff weist die härtbare Zusam- mensetzung bevorzugt eine pastöse Konsistenz mit strukturviskosen Eigenschaften auf. Ein solcher pastöser Dichtstoff oder Klebstoff wird insbesondere aus handelsüblichen Kartuschen, welche manuell, mittels Druckluft oder Batterie betrieben werden, oder aus einem Fass oder Hobbock mittels einer Förderpumpe oder eines Extruders, gegebenenfalls mittels eines Applikations- roboters, auf ein Substrat aufgetragen.
Für eine Anwendung als Beschichtung weist die härtbare Zusammensetzung bevorzugt eine bei Raumtemperatur flüssige Konsistenz mit selbstverlaufenden Eigenschaften auf. Gegebenenfalls ist sie leicht thixotrop, so dass die Beschichtung an abschüssigen bis senkrechten Flächen applizierbar ist, ohne so- fort wegzufliessen. Sie wird insbesondere appliziert mittels Rolle oder Pinsel oder durch Ausgiessen und Verteilen mittels beispielsweise einem Roller, einem Schaber oder einer Zahntraufel.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine ausgehärtete Zusammensetzung, welche erhältlich ist aus einer härtbaren Zusammensetzung enthaltend mindestens einen Katalysator der Formel (I) wie vorgängig beschrieben, nach deren Aushärtung. Die Aushärtung erfolgt insbesondere mit Wasser, insbesondere in Form von Luftfeuchtigkeit, und/oder mit einem geeigneten Vernetzer. Aus der Verwendung der härtbaren Zusammensetzung entsteht ein Artikel, welcher mit der Zusammensetzung insbesondere verklebt, abgedichtet oder beschichtet wurde. Beim Artikel handelt es sich insbesondere um ein Bauwerk, insbesondere ein Bauwerk des Hoch- oder Tiefbaus, um ein industriell gefertigtes Gut oder um ein Konsumgut, insbesondere ein Fenster, eine Haushaltmaschine oder ein Transportmittel wie insbesondere ein Automobil, ein Bus, ein Lastkraftwagen, ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Flugzeug oder ein Helikopter; oder der Artikel kann ein Anbauteil davon sein.
Eine bevorzugte härtbare Zusammensetzung enthält mindestens ein Silan- gruppen-haltiges Polymer. Eine solche Zusammensetzung wird im Folgenden auch als„silanvernetzende Zusammensetzung" bezeichnet.
Üblicherweise beträgt der Anteil an Silangruppen-haltigem Polymer in einer silanvernetzenden Zusammensetzung 10 bis 80 Gew.-%, insbesondere 15 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Für den Fall, dass die silanvernetzende Zusammensetzung ein Polyorgano- siloxan mit endständigen Silangruppen enthält, ist sowohl eine einkomponen- tige Zusammensetzung, auch als RTV-1 bezeichnet, als auch eine zweikompo- nentige Zusammensetzung, auch als RTV-2 bezeichnet, bevorzugt. Im Fall einer RTV-2 Zusammensetzung ist das Polyorganosiloxan mit endständigen Silangruppen bevorzugt ein Bestandteil der ersten Komponente und ein Silan- vernetzer, insbesondere ein Silan der Formel (IV), ist bevorzugt ein Bestandteil der zweiten Komponente. Der Katalysator der Formel (I) kann dabei in der ersten und/oder in der zweiten Komponente enthalten sein.
Für den Fall, dass die silanvernetzende Zusammensetzung ein Silangruppen- haltiges organisches Polymer enthält, ist die Zusammensetzung bevorzugt ein- komponentig.
Eine zweite oder gegebenenfalls weitere Komponenten wird bzw. werden mit der ersten Komponente vor oder bei der Applikation vermischt, insbesondere über einen Statikmischer oder über einen dynamischen Mischer. Eine silanvernetzende Zusammensetzung wird insbesondere umgebungswarm, bevorzugt in einem Temperaturbereich zwischen 0 und 45 °C, insbesondere 5 bis 35 °C, appliziert und härtet auch bei diesen Bedingungen aus. Bei der Applikation beginnt die Vernetzungsreaktion der Silangruppen, gege- benenfalls unter Einfluss von Feuchtigkeit. Vorhandene Silangruppen können mit vorhandenen Silanolgruppen zu Siloxangruppen (Si-O-Si-Gruppen) kondensieren. Vorhandene Silangruppen können bei Kontakt mit Feuchtigkeit auch zu Silanolgruppen (Si-OH-Gruppen) hydrolysieren und durch nachfolgende Kondensationsreaktionen Siloxangruppen (Si-O-Si-Gruppen) bilden. Als Ergebnis dieser Reaktionen härtet die Zusammensetzung schliesslich aus. Der Katalysator der Formel (I) beschleunigt diese Aushärtung.
Falls für die Aushärtung Wasser benötigt wird, kann dieses entweder aus der Luft stammen (Luftfeuchtigkeit), oder aber die Zusammensetzung kann mit einer Wasser enthaltenden Komponente in Kontakt gebracht werden, zum Bei- spiel durch Bestreichen, beispielsweise mit einem Abglättmittel, oder durch Besprühen, oder es kann der Zusammensetzung bei der Applikation Wasser oder eine Wasser enthaltende Komponente zugesetzt werden, zum Beispiel in Form einer wasserhaltigen oder Wasser freisetzenden Flüssigkeit oder Paste. Eine Paste ist insbesondere geeignet für den Fall, dass die Zusammensetzung sel- ber in Form einer Paste vorliegt.
Bei einer Aushärtung mittels Luftfeuchtigkeit härtet die Zusammensetzung von aussen nach innen durch, wobei zunächst eine Haut an der Oberfläche der Zusammensetzung gebildet wird. Die sogenannte Hautbildungszeit stellt ein Mass für die Aushärtungsgeschwindigkeit der Zusammensetzung dar. Die Ge- schwindigkeit der Aushärtung wird dabei im Allgemeinen von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Verfügbarkeit von Wasser, der Temperatur usw., bestimmt.
Die silanvernetzende Zusammensetzung verfügt typischerweise über eine gute Lagerfähigkeit ohne Separationsneigung, erlaubt aufgrund der geringen Toxizität und geringen Flüchtigkeit des Katalysators der Forrmel (I) eine niedrige Gefahreneinstufung und ermöglicht emissions- und geruchsarme Produkte, welche rasch aushärten und dabei ein mechanisch hochwertiges und beständiges Material bilden. Besonders vorteilhaft ist dabei der Umstand, dass dieses Material kaum zu migrationsbedingten Fehlern wie Ausschwitzen oder Substratverschmutzung neigt, im Gegensatz zu Zusammensetzungen enthaltend Katalysatoren nach dem Stand der Technik, wie beispielsweise DBU, TMG oder DHA. Zusammensetzungen enthaltend solche Katalysatoren neigen zu Migrationseffekten, was sich vor der Aushärtung durch Separation und nach der Aushärtung durch klebrige und/oder schmierige Oberflächen und/oder Substratverschmutzungen äussern kann. Besonders letztere Effekte sind äusserst unerwünscht, da klebrige und schmierige Oberflächen schnell verschmutzen und schlecht überstreichbar sind, und Substratverunreinigungen zu bleibenden Verfärbungen führen können.
Bei der Applikation wird eine silanvernetzende Zusammensetzung bevorzugt auf mindestens ein Substrat appliziert.
Geeignete Substrate sind insbesondere
- Glas, Glaskeramik, Beton, Mörtel, Backstein, Ziegel, Gips oder Natursteine wie Kalkstein, Granit oder Marmor;
- Metalle und Legierungen, wie Aluminium, Eisen, Stahl oder Buntmetalle, sowie oberflächenveredelte Metalle oder Legierungen, wie verzinkte oder verchromte Metalle;
- Leder, Textilien, Papier, Holz, mit Harzen, beispielsweise Phenol-, Melamin- oder Epoxidharzen, gebundene Holzwerkstoffe, Harz-Textil-Verbundwerk- stoffe und weitere sogenannte Polymer-Composites;
- Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid (Hart- und Weich-PVC), Acrylonitril-Buta- dien-Styrol-Copolymere (ABS), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyester, Poly(methylmethacrylat) (PMMA), Epoxidharze, Polyurethane (PUR), Polyoxymethylen (POM), Polyolefine (PO), Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Ethylen/Propylen-Copolymere (EPM) oder Ethylen/Propylen/Di- en-Terpolymere (EPDM), oder faserverstärkte Kunststoffe wie Kohlefaser- verstärkte Kunststoffe (CFK), Glasfaser-verstärkte Kunststoffe (GFK) oder Sheet Moulding Compounds (SMC), wobei die Kunststoffe bevorzugt mittels Plasma, Corona oder Flammen oberflächenbehandelt sein können;
- beschichtete Substrate, wie pulverbeschichtete Metalle oder Legierungen; - Farben oder Lacke, insbesondere Automobildecklacke.
Die Substrate können bei Bedarf vor dem Applizieren der Zusammensetzung vorbehandelt werden, insbesondere durch physikalische und/oder chemische Reinigungsverfahren oder durch das Aufbringen eines Haftvermittlers, einer Haftvermittlerlösung oder eines Primers.
Besonders geeignet ist die silanvernetzende Zusammensetzung für den Kontakt mit Substraten, die besonders empfindlich sind auf Störungen durch migrierende Substanzen, insbesondere durch das Ausbilden von Verfärbungen oder Flecken. Dies sind insbesondere feinporige Substrate wie Marmor, Kalk- stein oder andere Natursteine, Gips, Zementmörtel oder Beton, aber auch
Kunststoffe. Insbesondere auf PVC werden bei der Anwesenheit von Katalysatoren wie beispielsweise DBU oder TMG starke Verfärbungen beobachtet, die sich durch Reinigung nicht entfernen lassen. Solche Effekte werden mit dem Katalysator der Formel (I) nicht beobachtet.
Besonders geeignet ist die silanvernetzende Zusammensetzung als Klebstoff und/oder Dichtstoff oder als Beschichtung.
Verklebt oder abgedichtet werden können zwei gleichartige oder zwei verschiedene Substrate, insbesondere die vorgängig genannten Substrate.
Beispiele
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele aufgeführt, welche die beschriebene Erfindung näher erläutern sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Als„Normklima" wird eine Temperatur von 23±1 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 50±5% bezeichnet. Infrarotspektren (FT-IR) wurden auf einem mit horizontaler ATR-Messeinheit mit Diamant-Kristall ausgestatteten FT-IR Gerät Nicolet iS5 von Thermo Scientific gemessen. Flüssige Proben wurden unverdünnt als Filme aufgetra- gen, feste Proben wurden in CH2CI2 gelöst. Die Absorptionsbanden sind in Wellenzahlen (cm-1) angegeben (Messfenster: 4000-650 cm"1).
Viskositäten wurden auf einem thermostatisierten Kegel-Platten-Viskosimeter Rheotec RC30 (Kegeldurchmesser 50 mm, Kegelwinkel 1 °, Kegelspitze-Plat- ten-Abstand 0.05 mm, Scherrate 10 s"1) gemessen.
Die Hautbildungszeit (HBZ) wurde dadurch bestimmt, dass einige Gramm der Zusammensetzung in einer Schichtdicke von ca. 2 mm auf Pappkarton aufgetragen wurden und im Normklima die Zeitdauer gemessen wurde, bis beim leichten Antippen der Oberfläche der Zusammensetzung mittels einer Pipette aus LDPE erstmals keine Rückstände auf der Pipette mehr zurückblieben. Die Beschaffenheit der Oberfläche wurde haptisch geprüft.
Die mechanischen Eigenschaften Zugfestigkeit, Bruchdehnung und E- Modul (bei 0-5% und bei 0-50% Dehnung) wurden gemäss DIN EN 53504 bei einer Zuggeschwindigkeit von 200 mm/min. gemessen.
Die Shore A-Härte wurde bestimmt nach DIN 53505 an während 7 Tagen im Normklima ausgehärteten Prüfkörpern.
Herstellung von Katalysatoren der Formel (I):
Katalysator K-1 : 1 ,1 '-(a,ro-Polyoxypropylen)bis(2,3-dicyclohexylguanidin) mit einem Molekulargewicht von etwa 650 g/mol
In einem Rundkolben wurden 5.49 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 230 g/mol (Jeffamine® D-230 von Huntsman, Amingehalt ca. 8.4 meq/g) und 8.26 g Ν,Ν'-Dicyclohexylcarbodiimid vermischt und die Mischung unter Rühren auf 1 10 °C erwärmt. In regelmässigen Abständen wurde das Reaktionsgemisch mittels FT-IR-Spektroskopie untersucht. Nach 22 Stunden war die Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 vollständig verschwunden. Darauf wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum von den flüchtigen Bestandteilen befreit. Man erhielt 13.12 g eines hellgelben, geruch- losen Öls.
FT-IR: 3366 (N-H), 2923, 2950, 1635 (C=N), 1495, 1447, 1370, 1336, 1255, 1237, 1 102, 1025, 977, 888, 845, 713. Katalysator K-2: 1 ,1 '-(a,ro-Polyoxypropylen)bis(2,3-dicyclohexylguanidin) mit einem Molekulargewicht von etwa 850 g/mol
In einem Rundkolben wurden 10.54 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 430 g/mol (Jeffannine® D-400 von Huntsman, Amingehalt ca. 4.4 meq/g) und 8.23 g Ν,Ν'-Dicyclohexylcarbodiimid vermischt und die Mischung unter Rühren auf 120 °C erwärmt. In regelmässigen Abständen wurde das Reaktionsgemisch mittels FT-IR-Spektroskopie untersucht. Nach 24 Stunden war die Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 vollständig verschwunden. Darauf wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum von den flüchtigen Bestandteilen befreit. Man erhielt 18.77 g eines hellgelben, geruchlosen Öls mit einer Viskosität bei 25 °C von 12.3 Pa s.
FT-IR: 3357 (N-H), 2968, 2924, 2951 , 1637 (C=N), 1498, 1448, 1372, 1340, 1256, 1237, 1 100, 1018, 926, 889, 845, 715. Katalysator K-3: 1 -( -Methoxy-polyoxypropylen-polyoxyethylen)-2,3-dicyclo- hexylguanidin mit einem Molekulargewicht von etwa 810 g/mol
In einem Rundkolben wurden 14.32 g Polyoxypropylenmonoamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 600 g/mol (Jeffannine® M-600 von Huntsman, Amingehalt ca. 1 .7 meq/g) und 4.14 g Ν,Ν'-Dicyclohexylcarbodiimid ver- mischt und die Mischung unter Rühren auf 120 °C erwärmt. In regelmässigen Abständen wurde das Reaktionsgemisch mittels FT-IR-Spektroskopie untersucht. Nach 72 Stunden war die Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 vollständig verschwunden. Man erhielt 18.45 g eines hellgelben, geruchlosen Öls mit einer Viskosität bei 25 °C von 0.3 Pa-s.
FT-IR: 3367 (N-H), 2969, 2926, 2854, 1640 (C=N), 1449, 1372, 1342, 1297, 1255, 1 100, 1014, 925, 889, 861 , 715.
Katalysator K-4: 1 ,1 '-(a,ro-Polyoxypropylen)bis(2,3-dicyclohexylguanidin) mit einem Molekulargewicht von etwa 2'400 g/mol
In einem Rundkolben wurden 24.06 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 2Ό00 g/mol (Jeffannine® D-2000 von Huntsman, Amingehalt ca. 1 .0 meq/g) und 4.15 g Ν,Ν'-Dicyclohexylcarbodiimid vermischt und die Mischung unter Rühren auf 120 °C erwärmt. In regelmässigen Abstän- den wurde das Reaktionsgemisch mittels FT-IR-Spektroskopie untersucht. Nach 72 Stunden war die Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 vollständig verschwunden. Man erhielt 28.21 g eines hellgelben, geruchlosen Öls mit einer Viskosität bei 25 °C von 2.4 Pa s.
FT-IR: 3367 (N-H), 2969, 2926, 2856, 1641 (C=N), 1449, 1372, 1343, 1296, 1256, 1097, 1013, 925, 866, 833, 715.
Katalysator K-5: 1 ,1 '-(a,ro-Polyoxypropylen)bis(2,3-diisopropylguanidin) mit einem Molekulargewicht von etwa 690 g/mol
In einem Rundkolben wurden 5.57 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 430 g/mol (Jeffamine® D-400 von Huntsman, Amingehalt ca. 4.4 meq/g) und 2.95 g Ν,Ν'-Diisopropylcarbodiimid vermischt und die Mischung unter Rühren auf 120 °C erwärmt. In regelmässigen Abständen wurde das Reaktionsgemisch mittels FT-IR-Spektroskopie untersucht. Nach 18 Stunden war die Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 vollständig verschwunden. Darauf wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum von den flüchtigen Bestandteilen befreit. Man erhielt 8.50 g eines hellgelben, geruchlosen Öls mit einer Viskosität bei 25 °C von 0.4 Pa s.
FT-IR: 3365 (N-H), 2955, 2929, 2967, 1640 (C=N), 1452, 1372, 1338, 1295, 1099, 1018, 923, 859, 845, 713.
Katalysator K-6: N,N"-(a,ro-Polyoxypropylen)bis(N'-hexylacetimidamid) mit einem Molekulargewicht von etwa 480 g/mol
In einem Reagensglas wurden 9.63 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittle- ren Molekukargewicht von ca. 230 g/mol (Jeffamine® D-230 von Huntsman, Amingehalt ca. 8.4 meq/g), 8.1 1 g n-Hexylamin, 10.21 g Trimethylorthoacetat und 0.33 g Lanthantriflat vermischt und in einem Mikrowellengerät bei einem Maximaldruck von 150 Pa unter Rühren während 40 Minuten auf 160 °C erwärmt. Darauf wurde das Reaktionsgemisch in einen Rundkolben transferiert und im Vakuum von den flüchtigen Bestandteilen befreit. Man erhielt 20.24 g eines gelben, geruchlosen Öls.
FT-IR: 3369, 2958, 2926, 2856, 1684, 1644, 1524, 1454, 1373, 1259, 1 101 , 1031 , 926, 725. Herstellung von Silangruppen-haltigen Polymeren:
Polymer STP-1 :
Unter Feuchtigkeitsausschluss wurden 1000 g Polyol Acclaim® 12200 (Poly- oxypropylendiol mit niedrigem Ungesättigtheitsgrad, von Bayer; OH-Zahl 1 1 .0 mg KOH/g), 43.6 g Isophorondiisocyanat (IPDI; Vestanat® IPDI, von Evonik), 126.4 g Diisodecylphthalat (DIDP) und 0.1 g Bismuttris(neodecanoat) (10 Gew.-% in DIDP) unter stetigem Rühren auf 90 °C aufgeheizt und auf dieser Temperatur belassen, bis der titrimetrisch bestimmte Gehalt an freien Isocya- natgruppen einen stabilen Wert von 0.63 Gew.-% erreicht hatte. Anschliessend wurden 63.0 g N-(3-Trimethoxysilylpropyl)-amino-bernsteinsäurediethylester (Addukt aus 3-Aminopropyltrimethoxysilan und Maleinsäurediethylester; hergestellt nach den Angaben in US 5,364,955) eingemischt und die Mischung bei 90 °C solange gerührt, bis mittels FT-IR-Spektroskopie kein freies Isocyanat mehr nachgewiesen wurde. Der so erhaltene Trimethoxysilangruppen-haltige Polyether mit einem Silan-Equivalentgewicht von ca. 6880 g/Eq (aus den Einsatzmengen berechnet) wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt. Polymer STP-2:
Unter Feuchtigkeitsausschluss wurden 1000 g Polyol Acclaim® 12200 (Poly- oxypropylendiol mit niedrigem Ungesättigtheitsgrad, von Bayer; OH-Zahl 1 1 .0 mg KOH/g), 43.6 g Isophorondiisocyanat (IPDI; Vestanat® IPDI, von Evonik), 126.4 g Diisodecylphthalat (DIDP) und 0.1 g Bismuttris(neodecanoat) (10 Gew.-% in DIDP) unter stetigem Rühren auf 90 °C aufgeheizt und auf dieser Temperatur belassen, bis der titrimetrisch bestimmte Gehalt an freien Isocya- natgruppen einen stabilen Wert von 0.64 Gew.-% erreicht hatte. Anschliessend wurden 70.6 g N-(3-Triethoxysilylpropyl)-amino-bernsteinsäurediethylester (Addukt aus 3-Aminopropyltriethoxysilan und Maleinsäurediethylester) eingemischt und die Mischung bei 90 °C solange gerührt, bis mittels FT-IR-Spektroskopie kein freies Isocyanat mehr nachgewiesen wurde. Der so erhaltene Triethoxy- silangruppen-haltige Polyether mit einem Silan-Equivalentgewicht von ca. 6920 g/Eq (aus den Einsatzmengen berechnet) wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und unter Ausschluss von Feuchtigkeit aufbewahrt.
Verwendete kommerzielle Katalysatoren und Abkürzungen dafür:
DBU 1 ,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en
TMG 1 ,1 ,3,3-Tetramethylguanidin
IBAY Tyzor® IBAY, Bis(ethylacetoacetato)diisobutoxy-titan(IV), von Dorf
Ketal
MTHP 2-Methyl-1 ,4,5,6-tetrahydropyrimidin
TMTHP 2,5,5-Trimethyl-1 ,4,5,6-tetrahydropyrimidin
DBTDL Dibutylzinn(IV)dilaurat
Silanvernetzende Zusammensetzungen:
Die Zusammensetzungen Z1 bis Z25 sind erfindungsgemässe Beispiele, die Zusammensetzungen V1 bis V26 sind Vergleichsbeispiele.
Zusammensetzungen Z1 bis Z2b und Vergleiche V1 bis V5:
Eine Zusammensetzung aus 96.5 g Polymer STP-1 , 0.5 g Vinyltrimethoxysilan und 3.0 g 3-Aminopropyltrimethoxysilan wurde mit verschiedenen Katalysatoren in der angegebenen Menge gemäss Tabelle 1 vermengt und die Mischung auf Viskosität und Hautbildungszeit (HBZ) im Normklima, vor und nach Lagerung, geprüft. Die Hautbildungszeit dient dabei als Mass für die Aktivität des Katalysators in Bezug auf die Vernetzungsreaktion der Silangruppen, d.h. für die Vernetzungsgeschwindigkeit; die Veränderung der Viskosität und der Hautbildungszeit nach Lagerung sind ein Mass für die Lagerstabilität. Weiterhin wurde die applizierte Mischung nach 24 Stunden im Normklima daraufhin geprüft, ob die Oberfläche wie gewünscht trocken war oder sich ein schmieriger Film gebildet hatte, was ein Anzeichen für das Ausschwitzen des Katalysators aufgrund schlechter Verträglichkeit mit dem ausgehärteten Kunststoff ist, und/oder ob die Oberfläche klebrig war, was ein Anzeichen für eine unvollstän- dige Aushärtung ist. Weiterhin wurde von der Mischung ein Film von 2 mm Dicke hergestellt, während 7 Tagen im Normklima aushärten gelassen und auf mechanische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Tabelle 1 :
Figure imgf000046_0001
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g Silan- gruppen-haltiges Polymer.
2 während 7 Tagen bei 60 °C in geschlossenem Gebinde.
Tabelle 2:
Oberfläche ZugBruchE-Modul
Zus.
nach 24h festigkeit dehnung 0-5% 0-50% schmierig,
V1 0.60 MPa 92% 1 .03 MPa 0.69 MPa leicht klebrig
V2 stark klebrig 0.65 MPa 90% 1 .20 MPa 0.77 MPa
V3 klebrig 0.59 MPa 91 % 1 .05 MPa 0.69 MPa leicht
V4 0.60 MPa 81 % 1 .1 1 MPa 0.76 MPa schmierig
V5 leicht klebrig 0.69 MPa 100% 1 .13 MPa 0.76 MPa
Z1 trocken 0.63 MPa 88% 1 .16 MPa 0.76 MPa
Z2 trocken 0.62 MPa 87% 1 .16 MPa 0.76 MPa
Z2a trocken 0.62 MPa 89% 1 .1 1 MPa 0.75 MPa
Z2b trocken 0.66 MPa 96% 1 .09 MPa 0.78 MPa Zusammensetzungen Z3 bis Z11 und Vergleiche V6 bis V11 :
Eine Zusammensetzung aus 95.9 g Polymer STP-2, 0.4 g Vinyltriethoxysilan und 3.7 g 3-Aminopropyltriethoxysilan wurde mit verschiedenen Katalysatoren in der angegebenen Menge gemäss Tabelle 3 vermengt und die Mischung wie für Zusammensetzung Z1 beschrieben auf Viskosität, Hautbildungszeit (HBZ), Oberflächenbeschaffenheit und mechanische Eigenschaften geprüft, geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Tabelle 3:
Figure imgf000047_0001
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g Silan- gruppen-haltiges Polymer.
2 während 7 Tagen bei 60 °C in geschlossenem Gebinde.
3 als Lösung (20 Gew.-%) in N-Ethylpyrrolidon. fabelle 4:
Oberfläche ZugBruchE-Modul
Zus.
nach 24h festigkeit dehnung 0-5% 0-50% schmierig,
V6 0.55 MPa 152% 0.48 MPa 0.44 MPa klebrig
sehr stark
V7 n.b. n.b. n.b. n.b.
klebrig
schmierig,
V8 0.53 MPa 165% 0.52 MPa 0.39 MPa klebrig
schmierig,
V9 0.45 MPa 80% 0.71 MPa 0.54 MPa klebrig
leicht schmie¬
V10 0.66 MPa 145% 0.81 MPa 0.56 MPa rig u. klebrig
V11 (flüssig) n.b. n.b. n.b. n.b.
Z3 trocken 0.59 MPa 128% 0.79 MPa 0.55 MPa
Z4 trocken 0.51 MPa 77% 0.87 MPa 0.62 MPa
Z5 trocken 0.63 MPa 141 % 0.77 MPa 0.55 MPa
Z6 trocken 0.61 MPa 134% 0.74 MPa 0.55 MPa
Z7 trocken 0.59 MPa 105% 0.92 MPa 0.60 MPa
Z8 trocken 0.60 MPa 129% 0.80 MPa 0.53 MPa
Z9 trocken 0.65 MPa 137% 0.84 MPa 0.57 MPa
Z10 trocken 0.62 MPa 122% 0.84 MPa 0.57 MPa
Z11 trocken 0.54 MPa 100% 0.81 MPa 0.58 MPa
„n.b. steht für„nicht bestimmt" (nicht messbar)
Zusammensetzungen Z12 bis Z14 und Vergleiche V12 bis V13:
In einem Planetenmischer wurden 36.2 g Polymer STP-2, 60.2 g gemahlene Kreide (Omyacarb® 5 GU, von Omya), 1 .2 g Thixotropierpaste, deren Herstellung nachfolgend beschrieben ist, 1 .2 g Vinyltriethoxysilan, 1 .2 g 3-Aminopro- pyltriethoxysilan sowie verschiedene Katalysatoren in der angegebenen Menge gemäss Tabelle 5 vermengt und die Mischung wie für Zusammensetzung Z1 beschrieben auf Viskosität, Hautbildungszeit (HBZ), Oberflächenbeschaffenheit und mechanische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Die Thixotropierpaste wurde hergestellt, indem in einem Vakuummischer 300 g Diisodecylphthalat (Palatinol® Z, von BASF) und 48 g 4,4'-Methylendiphenyl- diisocyanat (Desmodur 44 MC L, von Bayer) vorgelegt und leicht aufgewärmt und anschliessend unter starkem Rühren 27 g n-Butylamin langsam zugetropft wurden. Die entstehende Paste wurde unter Vakuum und Kühlung eine Stunde weitergerührt.
Figure imgf000049_0001
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g Zusammensetzung.
Zusammensetzungen Z15 bis Z16 und Vergleiche V14 bis V15:
Eine Zusammensetzung aus 98 g Silangruppen-haltiger Polyether MS Polymer™ S203H (von Kaneka) und 2 g 3-Aminopropyltrimethoxysilan wurde mit verschiedenen Katalysatoren in der angegebenen Menge gemäss Tabelle 6 vermengt und die Mischung wie beschrieben auf Hautbildungszeit (HBZ) und Oberflächenbeschaffenheit nach 7 Tagen im Normklima geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Figure imgf000049_0002
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g Silangruppen-haltiger Polyether. Zusammensetzungen Z17 bis Z18 und Vergleiche V16 bis V18:
Eine Zusammensetzung aus 96.5 g Silangruppen-haltiger Polyether
TEGOPAC® Bond 150 (von Evonik), 0.5 g Vinyltriethoxysilan und 3.0 g 3-Ami- nopropylthethoxysilan wurde mit verschiedenen Katalysatoren in der angege- benen Menge gemäss Tabelle 7 vermengt und die Mischung wie beschrieben auf Hautbildungszeit (HBZ) und Oberflächenbeschaffenheit nach 7 Tagen im Normklima geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Figure imgf000050_0001
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen bzw. Metallatome auf 100 g Silangruppen-haltiger Polyether.
Zusammensetzungen Z19 und Vergleiche V20 bis V22
In einem Rundkolben wurden 71 .1 g eines OH-terminierten linearen Polydime- thylsiloxans mit einer Viskosität von ca. 50Ό00 mPas bei 23 °C (Wacker® Sili- cone Rubber Polymer FD 50, von Wacker) mit 2.6 g Vinyl-tris(methylethylket- oximo)silan vermengt und während 15 Minuten unter Vakuum gerührt. In das so erhaltene Polydimethylsiloxan mit Vinyl-bis(methylethylketoximo)silyl-End- gruppen wurden 26.3 g Trimethylsilyl-terminiertes Polydimethylsiloxan (Wacker® AK 100 Siliconöl, von Wacker) eingerührt. Diese Mischung wurde mit verschiedenen Katalysatoren gemäss nachstehender Tabelle 8 vermengt und wie für Zusammensetzung Z1 beschrieben auf Viskosität, Hautbildungszeit (HBZ), Oberflächenbeschaffenheit sowie mechanische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 und 9 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Tabelle 8:
Figure imgf000051_0001
mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g
Ketoximato-Polydimethylsiloxan Polymer.
während 7 Tagen bei 70 °C in geschlossenem Gebinde.
Figure imgf000051_0002
Zusammensetzungen Z20 bis Z21 und Vergleiche V23 bis V24
In einem Kunststoffbecher wurden 20.2 g einer ersten Komponente bestehend aus 99 Gewichtsteilen (GT) eines OH-terminierten linearen Polydimethylsilo- xans mit einer Viskosität von ca. 50Ό00 mPas bei 23 °C (Wacker® Silicone Rubber Polymer FD 50, von Wacker) und 1 GT Wacker® E 2 Siliconöl-Emul- sion (nichtionisch in Wasser emulgiertes mittelviskoses OH-terminiertes lineares Polydimethylsiloxan, von Wacker; Feststoffgehalt 37-40%) mit einer zweiten Komponente bestehend aus 0.80 g Vinyltrimethoxysilan und einem Kataly- sator in der in der Tabelle 10 angegebenen Art und Menge innig vermischt und die Mischung wie für Zusammensetzung Z1 beschrieben auf Hautbildungszeit (HBZ) und Oberflächenbeschaffenheit geprüft. Weiterhin wurde die applizierte Mischung nach 7 Tagen im Normklima auf Shore A-Härte geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung". Tabelle 10:
KonzenOberfläche Shore A
Zus. Katalysator Menge HBZ
tration1 nach 24h nach 7 d
V23 DBU 0.06 g 2.0 55' trocken 3
V24 IBAY 0.48 g 5.0 40' trocken <2
Z20 K-2 0.17 g 2.0 12' trocken 6
Z21 K-5 0.14 g 2.0 30' trocken 5
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen oder Metallatome auf 100 g Zusammensetzung. Zusammensetzung Z22 (in situ-Herstellung des Katalysators):
Eine Zusammensetzung aus 30.0 g Polymer STP-1 , 0.15 g Vinyltrimethoxysi- lan und 1 .2 g 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan wurde unter Feuchtigkeitsaus- schluss mit 0.8 g Polyoxypropylendiamin mit einem mittleren Molekukargewicht von ca. 430 g/mol (Jeffamine® D-400 von Huntsman, Amingehalt ca. 4.4 meq/g) und 0.4 g Ν,Ν'-Diisopropylcarbodiimid vermengt, die Mischung in eine innenlackierte Aluminiumtube abgefüllt und im Ofen auf 80 °C erwärmt. Nach den in der Tabelle 1 1 angegebenen Zeitabständen wurde die Mischung auf Hautbildungszeit (HBZ) im Normklima sowie auf den Umsatz des Carbodiimids (via Abnahme der Intensität der Carbodiimid-Bande bei ca. 2120 cm"1 im FT- IR, Intensität zu Beginn = 0% Umsatz, keine Bande mehr nachweisbar = 100% Umsatz) geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 1 wiedergegeben.
Tabelle 1 1 :
Figure imgf000052_0001
Zusammensetzung Z23 (in situ-Herstellung des Katalysators):
Die in situ-Herstellung des Katalysators aus Zusammensetzung Z22 wurde wiederholt, wobei aber das 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan weggelassen wurde . Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 wiedergegeben. Tabelle 12:
Figure imgf000053_0001
Zusammensetzungen Z24 bis Z25 und Vergleiche V25 und V26:
Eine Zusannnnensetzung aus 96.0 g Silangruppen-haltigem Polyether, entweder GENIOSIL® STP-E 15 (von Wacker) oder Desmoseal® S XP 2821 (von Bayer), 0.35 g Vinyltrimethoxysilan und 3.72 g 3- Aminopropyltrimethoxysilan wurde mit verschiedenen Katalysatoren in der angegebenen Menge gemäss Tabelle 13 vermengt und die Mischung wie für Zusammensetzung Z1 beschrieben geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 wiedergegeben.„Zus." steht für„Zusammensetzung".
Tabelle 13:
Figure imgf000053_0002
1 mmol Amidin- oder Guanidin-Gruppen auf 100 g Silangruppen-haltiger Polyether.
2 GENIOSIL® STP-E 15 (von Wacker); 3 Desmoseal® S XP 2821 (von Bayer)

Claims

Patentansprüche
1 . Katalysator der Formel (I)
A+Z
n (I)
wobei
n für 1 oder 2 oder 3 steht,
A für einen Polyoxyalkylen-Rest oder für einen Rest einer polyoxyalky- lierten Verbindung steht und gegebenenfalls eine oder zwei endständige primäre oder sekundäre Aminogruppen oder Hydroxylgruppen aufweist, und
Z für einen Rest der Formel
Figure imgf000054_0001
steht,
wobei
R1 und R° unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl- oder Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 8 C-Atomen stehen,
R2 für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält und welcher gegebenenfalls endständige primäre oder sekundäre Aminogruppen aufweist, steht,
R3 für -NR4R5 oder für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen steht,
R4 und R5 unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen,
wobei
R1 und R2 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 6 C-Atomen stehen können,
R2 und R° auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 6 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen können, R2 und R3 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 3 bis 6 C-Ato- men stehen können,
R4 und R5 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 4 bis 7 C-Ato- men, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen können, und
R2 und R5 auch zusammen für einen Alkylen-Rest mit 2 bis 12 C-Ato- men stehen können;
wobei der Katalysator der Formel (I) kein Stickstoffatom enthält, welches direkt an einen aromatischen Ring gebunden oder Teil eines heteroaro- matischen Ringsystems ist.
2. Katalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass A ein mittleres Molekulargewicht im Bereich von 180 bis 5Ό00 g/mol aufweist.
3. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass A für einen Polyoxypropylen-Rest, gegebenenfalls mit Anteilen anderer Oxyalkylen-Einheiten, oder für einen Poly(oxytetrame- thylen)-Rest, gebenenfalls mit Anteilen von 1 ,2-Oxypropylen-Einheiten, oder für einen ein- bis dreiwertigen Rest einer polyoxyalkylierten Ver- bindung aus der Polyaddition von 1 ,2-Propylenoxid an Startermoleküle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Fettalkoholen, Alkylphenolen, Diolen und Triolen steht.
4. Katalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass R3 für -NR4R5 steht,
R4 für Wasserstoff steht,
R2 und R5 unabhängig voneinander jeweils für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 18 C-Atomen, welcher gegebenenfalls Heteroatome enthält, stehen, und
R1 für Wasserstoff steht.
5. Katalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass R2 und R5 unabhängig voneinander jeweils für Ethyl, Isopropyl, tert.Butyl, 3-(Dime- thylamino)propyl oder Cyclohexyl stehen.
6. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei R3 für Wasserstoff oder für einen Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest mit 1 bis 12 C-Atomen steht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Polyetheramin mit mindestens einem Orthoester oder mindestens einem 1 ,3-Ketoester oder mindestens einem Nitril umgesetzt wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei R3 für -NR4R5 steht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Polyetheramin der Formel A-(NHR1)n mit mindestens einem Carbodiimid der Formel R5-N=C=N-R2 umgesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyetheramin ein Polyoxypropylendiamin, welches gegebenenfalls Anteile anderer Oxyalkylen-Einheiten aufweist, oder ein Poly(tetra- methylenether)diamin, welches gegebenenfalls 1 ,2-Oxypropylen-Einhei- ten aufweist, oder ein Polyethermonoamin oder -diamin oder -triamin mit vorwiegend 1 ,2-Oxypropylen-Einheiten aus der Polyaddition von 1 ,2-Pro- pylenoxid an Startermoleküle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Fettalkoholen, Alkylphenolen, Diolen und Triolen ist.
9. Verwendung eines Katalysators nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einer härtbaren Zusammensetzung als Vernetzungskatalysator.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichent, dass die härtbare Zusammensetzung einen Klebstoff, einen Dichtstoff oder eine Be- schichtung darstellt.
1 1 . Härtbare Zusannnnensetzung umfassend mindestens einen Katalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
12. Härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeich- net, dass sie mindestens ein Silangruppen-haltiges Polymer enthält.
13. Härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Silangruppen-haltige Polymer ein Silangruppen-haltiges Polyolefin oder ein Silangruppen-haltiger Polyester oder ein Silangrup- pen-haltiges Poly(meth)acrylat oder ein Silangruppen-haltiger Polyether oder eine Mischform dieser Polymere ist.
14. Härtbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein Organotitanat enthalten ist.
15. Ausgehärtete Zusammensetzung, erhalten aus einer härtbaren Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14 nach deren Härtung.
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