Композиция, отличающаяся усовершенствованной адгезией к пористым субстратам
Изобретение относится к композициям на основе силан-функциональных полимеров, которые являются подходящими для адгезивного связывания, герметизации и покрытия пористых субстратов. Композиция включает по меньшей мере один силан-функциональный полимер, по меньшей мере один органосилан и по меньшей мере один органотитанат. Силан-функциональный полимер является силан-функциональным полиуретановым полимером или может быть получен реакцией гидросилирования полимеров, имеющих концевые двойные связи. Органосилан содержит по меньшей мере один атом серы. Органотитанат имеет лиганды, присоединенные к атому титана через связь кислород-титан. Лиганды выбирают из группы, состоящей из алкоксигруппы, сульфатной группы, карбоксилатной группы, диалкилфосфатной группы и ацетилацетонатной группы. Доля органотитаната в композиции составляет 0,1%-10 мас.%. Доля органосилана в композиции составляет 0,1%-7 мас.%. Композиция дополнительно содержит по меньшей мере один наполнитель, доля которого составляет 10%-70 мас.%. Композицию применяют для связывания между собой, герметизации и покрытия субстратов из бетона, строительного раствора, кирпича, плитки, штукатурки, натурального камня, такого как гранит или мрамор, стекла, стеклокерамики, металла или сплава металлов, древесины, пластика и лака. Изделие, связанное, герметизированное или покрытое с использованием композиции, является строительной структурой, более конкретно строительной структурой здания или гражданского строительства, композиция даже после хранения в присутствии воды гарантируют эффективную адгезию композиции к субстрату. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.
Область изобретения
Данное изобретение относится к области эластичных адгезивов, герметиков и покрытий на основе силан-функциональных полимеров.
Описание предшествующего уровня техники
Отверждаемые во влажной среде композиции используются в течение значительного времени в качестве эластичных адгезивов, герметиков и покрытий.
Для адгезивного связывания, герметизации и покрытия пористых субстратов, более конкретно пористых минеральных субстратов, таких как бетон и тому подобное, на которых, как известно, трудно достичь удовлетворительной адгезии с эластичными адгезивами, герметиками и покрытиями, широко используют отверждаемые во влажной среде композиции на основе изоцианата. С экологической и токсикологической точки зрения, однако, такие композиции не пригодны для любого применения.
По этой причине, и, особенно, что касается адгезии к бетону, когда также используют отверждаемые во влажной среде композиции на основе силан-функциональных полимеров, адгезия таких композиций после хранения в присутствии воды является проблемой, заслуживающей особого внимания. Одной из причин этого является то, что благодаря капиллярному действию в пористых материалах, вода способна проникать между поверхностью субстрата и адгезивом или герметиком и, следовательно, может ослаблять адгезию.
На пористых субстратах, более конкретно на пористых минеральных субстратах, таких как бетон, удовлетворительная адгезия адгезивов, герметиков и покрытий на основе силан-функциональных полимеров гарантируется только в сочетании с промотирующими адгезию композициями, так называемыми праймерами. Например, соответствующие промотирующие адгезию композиции для отверждаемых во влажной среде композиций такого вида описаны в JP 4076084.
По различным причинам может быть необходимо или может быть серьезным преимуществом отсутствие промотирующих адгезию композиций в форме грунтовочного покрытия, при осуществлении адгезивного связывания, герметизации или покрытия. Например, использование адгезивного связывания без праймера ведет не только к выгоде по стоимости, но также к преимуществу по времени, так как при этом не нужно наносить и вентилировать промотирующую адгезию композицию. Более того, адгезивное связывание без праймера имеет также преимущество с точки зрения охраны окружающей среды, так как праймеры очень часто содержат большие количества летучих органических растворителей, так называемых VOC (летучие органические соединения).
Сущность изобретения
Цель данного изобретения, следовательно, - предоставить композицию на основе силан-функциональных полимеров, которая является подходящей для связывания, герметизации и покрытия без праймера пористых субстратов, более конкретно пористых минеральных субстратов, таких как бетон и тому подобное.
Неожиданно было обнаружено, что композиции по п. 1 позволяют достигнуть эту цель.
Композиция по изобретению без применения промотирующих адгезию композиций обеспечивает надежную и эффективную адгезию к пористым субстратам, особенно к пористым минеральным субстратам, таким как бетон и тому подобное. Удивительно и неочевидно для специалиста в этой области, что композиция по изобретению также обладает свойствами хорошей адгезии после продолжительного хранения в присутствии воды.
Более того, по сравнению с традиционными системами композиции по изобретению проявляют значительно улучшенную термическую стабильность в отвержденном состоянии.
Дополнительные аспекты изобретения отражены в дополнительных независимых пунктах формулы изобретения. Особенно предпочтительные варианты осуществления изобретения отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Данное изобретение относится к композиции, включающей
а) по меньшей мере один силан-функциональный полимер Р,
b) по меньшей мере один органосилан, который содержит по меньшей мере один атом серы, и
с) по меньшей мере один органотитанат.
Названия соединений, которые начинаются с "поли", такие как полиол или полиизоцианат, в данном документе означают соединения, которые формально содержат две или более функциональных групп, которые встречаются в их наименовании, на молекулу.
Термин "полимер" в данном документе охватывает, во-первых, совокупность химически однородных макромолекул, которые тем не менее отличаются в отношении степени полимеризации, молекулярной массы и длины цепи и получены реакцией полимеризации (полимеризации, полиприсоединения, поликонденсации). Во-вторых, термин охватывает также производные такой совокупности макромолекул из реакций полимеризации, иными словами, соединения, которые получены такими реакциями, как реакции присоединения или реакции замещения, например, функциональных групп на существующих макромолекулах, и которые могут быть химически однородными или химически неоднородными. Термин дополнительно охватывает соединения, которые известны как форполимеры - то есть реакционноспособные олигомерные преаддукты, функциональные группы которых включаются в структуру макромолекул.
Термин "полиуретановый полимер" охватывает все полимеры, которые получают в процессе известном как процесс диизоцианатного полиприсоединения. Он также включает те полимеры, которые фактически или совсем не содержат уретановых групп. Примерами полиуретановых полимеров являются (простой полиэфир)-полиуретаны, (сложный полиэфир)-полиуретаны, (простой полиэфир)-полимочевины, полимочевины, (сложный полиэфир)-полимочевины, полиизоцианураты и поликарбодиимиды.
В данном документе термины "силан" и "органосилан" означают соединения, которые, с одной стороны, содержат по меньшей мере одну, обычно две или три ацилоксигруппы, присоединенные непосредственно к атому кремния через связи Si-O, и, с другой стороны, содержат по меньшей мере один органический радикал, присоединенный непосредственно к атому кремния через связь Si-С. Силаны такого рода известны специалисту в этой области как органоалкоксисиланы и органоацилоксисиланы, соответственно. Следовательно, согласно данному определению "тетраалкоксисиланы" не являются органосиланами.
Соответственно, термин "силановая группа" означает кремнийсодержащую группу, которая присоединена к органическому радикалу силана, то есть присоединена посредством связи Si-С. Силаны или их силановые группы имеют свойство подвергаться гидролизу при контакте с влагой. Этот гидролиз сопровождается образованием органосиланолов, т.е. кремнийорганических соединений, содержащих одну или несколько силанольных групп (групп Si-OH) и, как результат последующих реакций конденсации, органосилоксанов, т.е. кремнийорганических соединений, содержащих одну или несколько силоксановых групп (групп Si-O-Si).
Термин "силан-функциональный" относится к соединениям, которые содержат силановые группы. "Силан-функциональные полимеры", соответственно, являются полимерами, которые содержат по меньшей мере одну силановую группу.
Органосиланами, идентифицированными как "аминосиланы" или "меркаптосиланы", являются такие, органический радикал которых содержит аминогруппу или меркаптогруппу, соответственно. "Первичные аминосиланы" являются аминосиланами, которые содержат первичную аминогруппу, иными словами, группу NH2, которая присоединена к одному органическому радикалу. "Вторичные аминосиланы" являются аминосиланами, которые содержат вторичную аминогруппу, иными словами, группу NH, которая присоединена к двум органическим радикалам.
В данном документе термин "органотитанат" означает соединения, которые содержат по меньшей мере один лиганд, присоединенный к атому титана через атом кислорода.
"Мультидентатный лиганд" или хелатный лиганд следует понимать в данном документе как лиганд, который обладает по меньшей мере двумя свободными электронными парами и способен занимать по меньшей мере два координационных местоположения на центральном атоме. Бидентатный лиганд, соответственно, имеет способность занимать два координационных местоположения на центральном атоме.
Термин "праймер" очень хорошо известен специалисту в этой области и в данном документе означает тонкий слой промотирующей адгезию композиции, обычно тоньше чем 1 мм, более конкретно между 1 и 200 мкм, предпочтительно между 1 и 100 мкм, который наносят в качестве адгезионной грунтовки на поверхность субстрата и, когда предопределено, после вентиляции, приводят в контакт с прилипающей композицией, что способствует усовершенствованию адгезии композиции к субстрату. Термин "без праймера" используется соответственно для связывания, герметизации или покрытия субстратов без их предварительной обработки праймером.
Под "молекулярной массой" в данном документе подразумевается всегда средняя молекулярная масса Mn (среднечисленная).
Композиция по изобретению содержит по меньшей мере один силан-функциональный полимер Р, который содержит, в частности, концевые группы формулы (I)
В этой формуле радикал R1 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно группу метил или этил.
Радикал R2 означает ацильную или алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов С, более конкретно группу метил, или этил, или изопропил.
Радикал R3 означает линейную или разветвленную, необязательно циклическую алкиленовую группу, имеющую от 1 до 12 атомов С, необязательно с ароматическими фрагментами и необязательно с одним или несколькими гетероатомами, более конкретно с одним или несколькими атомами азота.
Индекс а представляет величину 0, или 1, или 2, более конкретно величину 0.
В одной силановой группе формулы (I) R1 и R2, каждый независимо один от другого, представляют указанные выше радикалы. Так, например, возможные соединения формулы (I) включают соединения, которые представляют этокси-диметокси-алкилсиланы (R2 = метил, R2 = метил, R2 = этил).
В первом варианте осуществления силан-функциональным полимером Р является силан-функциональный полимер Р1, получаемый взаимодействием силана, который содержит по меньшей мере одну группу, которая является реакционноспособной в отношении изоцианатных групп, с полиуретановым полимером, который содержит изоцианатные группы. Эту реакцию проводят предпочтительно при стехиометрическом отношении групп, которые являются реакционноспособными в отношении изоцианатных групп, к изоцианатным группами, 1:1, или при небольшом избытке групп, которые являются реакционноспособными в отношении изоцианатных групп, и так, что получаемый в результате силан-функциональный полимер Р1 совсем не содержит изоцианатных групп.
Силаном, который содержит по меньшей мере одну группу, которая является реакционноспособной в отношении изоцианатных групп, является, например, меркаптосилан или аминосилан, более конкретно аминосилан.
Аминосилан предпочтительно является аминосиланом AS формулы (Ia)
где R1, R2, R3 и а имеют указанные выше значения и R11 означает атом водорода или линейный, или разветвленный углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов С, который необязательно содержит циклические фрагменты, или радикал формулы (VI)
В этой формуле радикалы R12 и R13, независимо один от другого, представляют атом водорода или радикал из группы, содержащей -R15, -CN и -COOR15.
Радикал R14 представляет собой атом водорода или радикал из группы, содержащей -CH2-COOR15, -COOR15, -CONHR15, -CON(R15)2, -CN, -NO2, -PO(OR15)2, -SO2R15 и -SO2OR15.
Радикал R15 представляет собой углеводородный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов С, который необязательно содержит по меньшей мере один гетероатом.
Примерами подходящих аминосиланов AS являются первичные аминосиланы, такие как 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилдиметоксиметилсилан; вторичные аминосиланы, такие как N-бутил-3-аминопропилтриметоксисилан, N-фенил-3-аминопропилтриметоксисилан; продукты реакции, подобной присоединению по Михаэлю, первичных аминосиланов, таких как 3-аминопропилтриметоксисилан или 3-аминопропилдиметоксиметилсилан, с акцепторами Михаэля, такими как акрилонитрил, акриловые или метакриловые сложные эфиры, акриламиды или метакриламиды, малеиновые и фумаровые сложные диэфиры, цитраконовые сложные диэфиры и итаконовые сложные диэфиры, примерами являются диметил- и диэтил-N-(3-метоксисилилпропил)аминосукцинат, и также аналоги указанных аминосиланов, имеющие этокси- или изопропоксигруппы вместо метоксигрупп на кремнии. Особенно подходящими аминосиланами AS являются вторичные аминосиланы, более конкретно аминосиланы AS, в которых R11 в формуле (Ia) является иным, чем Н. Предпочтительны соединения подобные аддуктам Михаэля, более конкретно диэтил-N-(3-метоксисилилпропил)аминосукцинат.
В данном документе термин "акцептор Михаэля" относится к соединениям, которые способны вступать вместе с первичными аминогруппами (группами NH2) в реакцию нуклеофильного присоединения, протекающую аналогично реакции присоединения Михаэля (гетероприсоединение Михаэля), по имеющимся у них двойным связям, активируемых акцепторами электронов.
Примеры подходящего полиуретанового полимера, содержащего изоцианатные группы, для получения силан-функционального полиуретанового полимера Р1 включают полимеры, получаемые путем реакции по меньшей мере одного полиола по меньшей мере с одним полиизоцианатом, более конкретно с диизоцианатом. Эта реакция может быть осуществлена обычными методами путем взаимодействия полиола и полиизоцианата при температурах, например, от 50°С до 100°С, где свойственно, с сопутствующим применением соответствующих катализаторов, причем количество полиизоцианата подбирают так, чтобы изоцианатные группы присутствовали в стехиометрическом избытке по отношению к гидроксильным группам полиола.
В частности, избыток полиизоцианата подбирают так, что после реакции всех гидроксильных групп полиола полученный полиуретановый полимер имеет остаточное содержание свободных изоцианатных групп от 0,1% до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1% до 2,5 мас.%, более предпочтительно от 0,2% до 1 мас.%, на основе всего полимера.
Возможно при необходимости получение полиуретанового полимера с сопутствующим применением пластификаторов, при этом пластификаторы не содержат групп, реакционноспособных в отношении изоцианата.
Предпочтительными полиуретановыми полимерами являются полимеры, имеющие установленное содержание свободных изоцианатных групп и полученные путем реакции диизоцианатов с высокомолекулярными диолами при соотношении NCO:OH от 1,5:1 до 2:1.
Подходящими полиолами для получения полиуретанового полимера являются, в особенности, полиолы простых полиэфиров, полиолы сложных полиэфиров и поликарбонат полиолы и также смеси указанных полиолов.
Подходящими полиолами простых полиэфиров, называемыми также полиоксиалкиленполиолами или олигоэфиролами, являются особенно те, которые являются продуктами полимеризации этиленоксида, 1,2-пропиленоксида, 1,2- или 2,3-бутиленоксида, оксетана, тетрагидрофурана или их смесей, где необходимо, полимеризованных со вспомогательной добавкой исходного соединения с двумя или более активными атомами водорода, такими как, например, вода, аммиак или соединения, имеющие две или более групп ОН или NH, такие как, например, 1,2-этандиол, 1,2- или 1,3-пропандиол, неопентилгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, изомерные дипропиленгликоли и трипропиленгликоли, изомерные бутандиолы, пентандиолы, гександиолы, гептандиолы, октандиолы, нонандиолы, декандиолы, ундекандиолы, 1,3- и 1,4-циклогександиметанол, бисфенол А, гидрированный бисфенол А, 1,1,1-триметилолэтан, 1,1,1-триметилолпропан, глицерин, анилин и также смеси указанных соединений. Полиоксиалкиленполиолы, которые могут быть использованы, включают и те, которые имеют низкую степень ненасыщенности (измеренную в соответствии с ASTM D-2849-69 и представленную в миллиэквивалентах ненасыщенности на грамм полиола (мэкв./г)), полученные, например, с помощью так называемых двойных металл цианидных комплексных катализаторов (DMC катализаторов), и те, которые имеют более высокую степень ненасыщенности, полученные, например, с помощью анионных катализаторов, таких как NaOH, KOH, CsOH или алкоксиды щелочных металлов.
Особенно подходящими являются полиоксиэтиленполиолы, особенно полиоксиэтилендиолы, полиоксипропилендиолы, полиоксиэтилентриолы и полиоксипропилентриолы.
Особенно подходящими являются полиоксиалкилендиолы или полиоксиалкилентриолы, имеющие степень ненасыщенности менее чем 0,02 мэкв./г и имеющие молекулярную массу в пределах от 1000 до 30000 г/моль, и также полиоксиэтилендиолы, полиоксиэтилентриолы, полиоксипропилендиолы и полиоксипропилентриолы, имеющие молекулярную массу от 400 до 20000 г/моль.
Подобным образом особенно подходящими являются так называемые блокированные этиленоксидом ("ЕО-блокированные на концах", блокированные на концах этиленоксидом) полиоксипропиленполиолы. Последние являются специальными полиоксипропилен-полиоксиэтиленполиолами, которые получают, например, подвергая чистые полиоксипропиленполиолы, более конкретно полиоксипропилендиолы и триолы после окончания реакции пропоксилирования дополнительному алкоксилированию этиленоксидом, и которые в результате содержат первичные гидроксильные группы. Предпочтение в этом случае отдают полиоксипропилен-полиоксиэтилендиолам и полиоксипропилен-полиоксиэтилентриолам.
Дополнительно пригодными являются полибутадиенполиолы с концевыми гидроксильными группами, такие как те полиолы, например, которые получают полимеризацией 1,3-бутадиена и аллилового спирта или окислением полибутадиена, и также продукты их гидратации.
Пригодны также полиолы простых полиэфиров, привитые стирол-акрилонитрилом, коммерчески доступные, например, под торговым наименованием Lupranol® от компании Elastogran GmbH, Германия.
Особенно подходящими полиолами сложных полиэфиров являются сложные полиэфиры, которые несут по меньшей мере две гидроксильные группы и получены известными методами, более конкретно поликонденсацией полигидроксикарбоновых кислот или поликонденсацией алифатических и/или ароматических полиоксикарбоновых кислот со спиртами, имеющими гидроцитность (многоатомность - прим. пер.) два или более.
Особенно подходящими являются полиолы сложных полиэфиров, которые получают из двухатомных-трехатомных спиртов, таких как, например, 1,2-этандиол, диэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, дипропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, глицерин, 1,1,1-триметилолпропан или смеси указанных спиртов, с органическими дикарбоновыми кислотами или их ангидридами или сложными эфирами, такими как, например, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, триметиладипиновая кислота, субериновая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, додекандикарбоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, димерная жирная кислота, фталевая кислота, фталевый ангидрид, изофталевая кислота, терефталевая кислота, диметил терефталат, гексагидрофталевая кислота, тримеллитовая кислота и тримеллитовый ангидрид или смеси указанных кислот, и также полиолы сложных полиэфиров из лактонов, такие как ε-капролактон, например.
Особенно пригодными являются диолы сложных полиэфиров, особенно полученные из адипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, додекандикарбоновой кислоты, димерной жирной кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты и терефталевой кислоты в качестве дикарбоновой кислоты или из лактонов, таких как, например, ε-капролактон, и из этиленгликоля, диэтиленгликоля, неопентилгликоля, 1,4-бутандиола, 1,6-гександиола, диола димерной жирной кислоты и 1,4-циклогександиметанола в качестве двухатомного спирта.
Особенно подходящими в качестве поликарбонатполиолов являются получаемые путем реакции, например, указанных спиртов, используемых для синтеза полиолов сложных полиэфиров, с диалкилкарбонатами, такими как диметилкарбонат, диарилкарбаминатами, такими как дифенилкарбонат, или фосгеном. Поликарбонат диолы являются особенно подходящими, особенно аморфные поликарбонат диолы.
Дополнительными подходящими полиолами являются поли(мет)акрилатполиолы.
Кроме того, также подходящими являются полиуглеводородные полиолы, называемые также олигогидрокарбонолами, их примерами являются полигидрокси-функциональные сополимеры этилен-пропилен, этилен-бутилен или этилен-пропилен-диен сорта, получаемого, например, компанией Kraton Polymers, США, или полигидрокси-функциональные сополимеры диенов, таких как 1,3-бутадиен или смеси диенов, и виниловых мономеров, таких как стирол, акрилонитрил или изобутилен, или полигидрокси-функциональные полибутадиен полиолы, их примерами являются те, которые получают сополимеризацией 1,3-бутадиена и аллилового спирта и которые могут быть также гидратированы.
Дополнительно подходящими являются полигидрокси-функциональные сополимеры, которые могут быть получены, например, из эпоксидов или аминоспиртов, и заканчивающиеся карбоксильными группами сополимеры акрилонитрил/бутадиен, которые коммерчески доступны под наименованием Hypro® (предварительно Hycar®) CTBN от компании Emerald Performance Materials, LLC, США.
Указанные полиолы предпочтительно имеют среднюю молекулярную массу от 250 до 30000 г/моль, более предпочтительно от 1000 до 30000 г/моль, и среднюю ОН функциональность в пределах от 1,6 до 3.
Особенно подходящими полиолами являются полиолы сложных полиэфиров и полиолы простых полиэфиров, особенно полиоксиэтиленполиол, полиоксипропиленполиол и полиоксипропилен-полиоксиэтиленполиол, предпочтительно полиоксиэтилендиол, полиоксипропилендиол, полиоксиэтилентриол, полиоксипропилентриол, полиоксипропилен-полиоксиэтилендиол полиоксипропилен-полиоксиэтилентриол.
В дополнение к указанным полиолам возможно также применение небольших количеств низкомолекулярных двухатомных или полиатомных спиртов, таких как, например, 1,2-этандиол, 1,2- и 1,3-пропандиол, неопентилгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, изомерные дипропиленгликоли и трипропиленгликоли, изомерные бутандиолы, пентандиолы, гександиолы, гептандиолы, октандиолы, нонандиолы, декандиолы, ундекандиолы, 1,3- и 1,4-циклогексан диметанол, гидратированный бисфенол А, димерные жирные спирты, 1,1,1-триметилолэтан, 1,1,1-триметилолпропан, глицерин, пентаэритрит, сахарные спирты, такие как ксилит, сорбит или маннит, сахара, такие как сахароза, другие высшие полиатомные спирты, низкомолекулярные продукты алкоксилирования указанных двухатомных и полиатомных спиртов и также смеси указанных спиртов, когда получают полиуретановый полимер, содержащий концевые изоцианатные группы.
В качестве полиизоцианатов для получения полиуретанового полимера возможно применение коммерчески доступных алифатических, циклоалифатических или ароматических полиизоцианатов, особенно диизоцианатов.
Для примера, это диизоцианаты, изоцианатные группы которых присоединены в каждом случае к алифатическому, циклоалифатическому или арилалифатическому атому С, и их также называют "алифатическими диизоцианатами", такие как 1,6-гексаметилен диизоцианат (HDI), 2-метилпентаметилен 1,5-диизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметил-1,6-гексаметилен диизоцианат (TMDI), 1,12-додека-метилен диизоцианат, лизин диизоцианат и диизоцианат сложного эфира лизина, циклогексан 1,3-диизоцианат, циклогексан 1,4-диизоцианат, 1-изоцианато-3,3,5-триметил-5-изоцианатометилциклогексан (т.е. изофорон диизоцианат или IPDI), пергидро-2,4'-дифенилметан диизоцианат и пергидро-4,4'-дифенилметан диизоцианат, 1,4-диизоцианато-2,2,6-триметилциклогексан (TMCDI), 1,3- и 1,4-бис-(изоцианатометил) циклогексан, м- и п-ксилилен диизоцианат (m- и p-XDI), м- и п-тетраметил-1,3-ксилилен диизоцианат, м- и п-тетраметил-1,4-ксилилен диизоцианат, бис-(1-изоцианато-1-метилэтил)нафталин, и также диизоцианаты, имеющие изоцианатные группы, присоединенные в каждом случае к одному ароматическому атому С и также известные как "ароматические диизоцианаты", такие как 2,4- и 2,6-толуол диизоцианат (TDI), 4,4'-, 2,4'- и 2,2'-дифенилметан диизоцианат (MDI), 1,3- и 1,4-фенилен диизоцианат, 2,3,5,6-тетраметил-1,4-диизоцианатобензол, нафталин-1,5-диизоцианат (NDI), 3,3'-диметил-4,4'-диизоцианатобифенил (TODI), олигомеры и полимеры указанных изоцианатов и также любые желательные смеси указанных изоцианатов.
Подходящими силан-функциональными полимерами Р1 являются, например, коммерчески доступные под торговым наименованием Polymer ST50 от компании Hanse Chemie AG, Германия, а также под торговым наименованием Desmoseal® от компании Bayer MaterialScience AG, Германия.
Во втором варианте осуществления силан-функциональный полимер Р является силан-функциональным полиуретановым полимером Р2, получаемым путем реакции изоцианатосилана IS с полимером, который имеет концевые функциональные группы, которые являются реакционноспособными в отношении изоцианатных групп, особенно гидроксильные группы, меркаптогруппы и/или аминогруппы. Реакция происходит в стехиометрическом отношении 1:1 изоцианатных групп к концевым функциональным группам, которые являются реакционноспособными в отношении изоцианатных групп, или при небольшом избытке концевых функциональных групп, которые являются реакционноспособными в отношении изоцианатных групп, при температурах, например, от 20°С до 100°С, где свойственно, с сопровождающим применением катализаторов.
Применимыми в качестве изоцианатосилана IS являются соединения формулы (Ib).
где R1, R2, R3 и а имеют указанные выше значения.
Примерами подходящих изоцианатосиланов IS формулы (Ib) являются 3-изоцианатопропилтриметоксисилан, 3-изоцианатопропилдиметоксиметилсилан и их аналоги, имеющие этокси- или изопропоксигруппы вместо метоксигрупп на кремнии.
Полимер предпочтительно содержит гидроксильные группы в качестве концевых функциональных групп, реакционноспособных в отношении изоцианатных групп.
Подходящими полимерами, содержащими гидроксильные группы, являются, с одной стороны, указанные выше полиоксиалкилен полиолы высокой молекулярной массы, предпочтительно полиоксипропилен диолы, имеющие степень ненасыщенности менее чем 0,02 мэкв./г и имеющие молекулярную массу в пределах от 4000 до 30000 г/моль, особенно те, которые имеют молекулярную массу в пределах от 8000 до 30000 г/моль.
Также подходящими для реакции с изоцианатосиланами IS формулы (Ib), с другой стороны, являются полиуретановые полимеры, содержащие гидроксильные группы, более конкретно полимеры, заканчивающиеся гидроксильными группами. Такие полиуретановые полимеры могут быть получены путем реакции по меньшей мере одного полиизоцианата по меньшей мере с одним полиолом. Эта реакция может быть осуществлена обычными методами путем взаимодействия полиола и полиизоцианата при температурах, например, от 50°С до 100°С, где необходимо, с сопутствующим применением соответствующих катализаторов, причем количество полиола таково, что его гидроксильные группы присутствуют в стехиометрическом избытке по отношению к изоцинатным группам полиизоцианата. Предпочтение отдается отношению гидроксильных групп к изоцианатным группами от 1,3:1 до 4:1, более конкретно от 1,8:1 до 3:1. Полиуретановый полимер, если предопределено, может быть получен с сопутствующим применением пластификаторов, в этом случае используемые пластификаторы не содержат групп, реакционноспособных в отношении изоцианатов. Для этой реакции применимы те же полиолы и полиизоцианаты, которые уже были указаны для получения полиуретанового полимера, содержащего изоцианатные группы и используемоого для получения силан-функционального полимера Р1.
В качестве примера, подходящими силан-функциональными полимерами Р2 являются коммерчески доступные под торговыми наименованиями SPUR+® 1010LM, 1015LM и 1050MM от компании Momentive Performance Materials Inc., США, и также под торговыми наименованиями Geniosil® STP-E15, STP-10 и STP-E35 от компании Wacker Chemie AG, Германия.
В третьем варианте осуществления силан-функциональный полимер Р является силан-функциональным полимером Р3, получаемым реакцией гидросилилирования полимеров, имеющих концевые двойные связи, примерами их являются полимеры поли(мет)акрилата или полимеры простого полиэфира, более конкретно полимеры полиоксиалкилена с концевыми аллильными группами, описанные, например, в патентах США 3971751 и 6207766, содержание которых приобщено к сему ссылкой.
В качестве примера, подходящими силан-функциональными полимерами Р3 являются коммерчески доступные под торговыми наименованиями MS-Polymer® S203(H), S303(H), S227, S810, MA903 и S943, Silyl® SAX220, SAX350, SAX400 и SAX725, Silyl® SAT350 и SAT400 и также XMAP® SA100S и SA310S от компании Kaneka Corp., Япония, и также под торговыми наименованиями Excestar® S2410, S2420, S3430, S3630, W2450 и MSX931 от компании Asahi Glass Co., Ltd., Япония.
Обычно силан-функциональный полимер Р присутствует в количестве от 10% до 80 мас.%, предпочтительно в количестве от 15% до 60 мас.%, на основе всей композиции.
Композиция по изобретению дополнительно содержит по меньшей мере один органосилан, который содержит по меньшей мере один атом серы. Органосиланы такого сорта выбирают особенно из группы, состоящей из органосиланов формул (II), (III) и (IV).
В этих формулах радикал R4 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно метильную группу.
Радикал R5 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов С, более конкретно группу метил, этил или изопропил, или ацильную группу, более конкретно ацетильную группу.
Радикал R6 означает линейную или разветвленную, необязательно циклическую, алкиленовую группу, имеющую от 1 до 20 атомов С, необязательно с ароматическими фракциями и необязательно с одним или несколькими гетероатомами, более конкретно с атомами азота.
Х означает S, S2 или S4 и b представляет величину 0, 1 или 2.
Органосиланом, который содержит по меньшей мере один атом серы, является, в частности, органосилан формулы (II), где радикал R5 означает группу метил или этил, радикал R6 означает линейную алкиленовую группу, имеющую от 1 до 10, более конкретно имеющую 3 атома С, и b представляет величину 0.
Примерами подходящих органосиланов формулы (II) являются выбранные из группы, состоящей из 3-меркаптопропилтриэтоксисилана, 3-меркаптопропилтриметоксисилана, 3-меркаптопропилметилдиметоксисилана и 3-ацилтиопропилтриметоксисилана.
Примерами подходящих органосиланов формулы (III) являются бис(триалкоксисилилпропил)полисульфиды, такие как 4,4,15,15-тетраэтокси-3,16-диокса-8,9,10,11-тетратиа-4-15-дисилаоктадекан или бис(триэтоксисилилпропил)дисульфид. В качестве примера, один такой органосилан коммерчески доступен под торговым наименованием Si 69® от компании Evonik Degussa GmbH, Германия.
Особенно подходящими органосиланами формулы (IV) являются продукты реакции органосиланов формулы (II), таких как 3-меркаптопропилтриметоксисилан, например, с глицидилоксиалкилтриалкоксисиланами, такими как 3-глицидилоксипропилтриметоксисилан, например.
Подходящие органосиланы формулы (II) коммерчески доступны, например, под торговым наименованием Dynasylan® MTMO от Evonik Degussa GmbH, Германия, или под торговым наименованием Silquest® A-189 от компании Firma Momentive Performance Materials Inc., США.
Доля органосилана составляет предпочтительно от 0,1% до 7 мас.%, более конкретно от 0,2% до 4 мас.%, предпочтительно от 0,4% до 2 мас.%, всей композиции.
Композиция по изобретению дополнительно содержит по меньшей мере один органотитанат. Подходящими лигандами, присоединенными к атому титана через связь кислород-титан, являются те, которые выбраны из группы, состоящей из алкоксигруппы, сульфонатной группы, карбоксилатной группы, диалкилфосфатной группы, диалкилфосфонатной группы и ацетилацетонатной группы.
Особенно подходящие органотитанаты имеют по меньшей мере один мультидентатный лиганд, называемый также хелатным лигандом. Мультидентатный лиганд является более конкретно бидентатным лигандом.
Особенно подходящие органотитанаты представлены формулой (V).
В этой формуле радикал R7 означает атом водорода или линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно метильную группу.
Радикал R8 означает атом водорода или линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, которая необязательно содержит гетероатомы, более конкретно атом водорода.
Радикал R9 означает атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно имеющую от 1 до 3 атомов С, или линейную или разветвленную алкоксигруппу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно имеющую от 1 до 3 атомов С.
Радикал R10 означает линейный или разветвленный алкильный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов С, более конкретно радикал изобутил или изопропил.
n представляет величину 1 или 2, более конкретно 2.
Предпочтительными органотитанатами являются органотитанаты формулы (V), где радикал R7 означает метильную группу, радикал R8 означает атом водорода, радикал R9 означает метильную группу или метокси- или этоксигруппу и радикал R10 означает радикал изобутил или изопропил.
Следует учитывать, что возможно или, в некоторых случаях, даже предпочтительно применять смеси различных органотитанатов.
Подходящие органотитанаты коммерчески доступны, например, под торговыми наименованиями Tyzor® AA, GBA, GBO, AA-75, AA-65, AA-105, DC, BEAT, IBAY от компании DuPont, США.
Доля органотитаната составляет предпочтительно от 0,1% до 10 мас.%, более конкретно от 0,1% до 4 мас.%, предпочтительно от 0,1% до 3 мас.%, всей композиции.
Предпочтительно композиция дополнительно содержит наполнитель. Наполнитель влияет и на реологические свойства неотвержденной композиции, и на механические свойства и характер поверхности отвержденной композиции. Подходящими наполнителями являются неорганические и органические наполнители, например натуральные, измельченные или осажденные карбонаты кальция, покрытые, где необходимо, жирными кислотами, особенно стеариновой кислотой, и также сульфат бария (BaSO4, называемый также как барит или тяжелый шпат), кальцинированные каолины, оксиды алюминия, гидроксиды алюминия, кремнеземы, особенно высоко дисперсные кремнеземы из процессов пиролиза, сажи, особенно индустриально производимая сажа, порошки PVC или полые сферы. Предпочтительными наполнителями являются карбонаты кальция, кальцинированные каолины, сажа, высоко дисперсные кремнеземы и также огнестойкие наполнители, такие как гидроксиды или гидраты, особенно гидроксиды или гидраты алюминия, предпочтительно гидроксид алюминия.
Вполне возможно и может быть даже выгодно применять смесь различных наполнителей.
Подходящее количество наполнителя находится, например, в пределах от 10% до 70 мас.%, более конкретно от 15% до 60 мас.%, предпочтительно от 30 до 60% мас.%, на основе всей композиции.
Дополнительно композиция по изобретению может еще содержать дополнительные компоненты. Такими компонентами являются, например, пластификаторы, такие как сложные эфиры органических карбоновых кислот или их ангидридов, такие как фталаты, например, диоктилфталат, диизононилфталат или диизодецилфталат, адипинаты, такие как диоктиладипинат, например, азелаинаты и себацинаты, полиолы, например, полиоксиалкилен полиолы или полиолы сложных полиэфиров, органические фосфорные и сульфоновые сложные эфиры или полибутены; растворители; волокна полиэтилена, например; красители; пигменты; модификаторы реологических свойств, такие как загустители или тиксотропные агенты, их примерами являются соединения мочевины, полиамидные воски, бентониты или коллоидальные кремнеземы; промоторы адгезии, их примерами являются эпоксисиланы, (мет)акрилосиланы, ангидридосиланы или аддукты указанных силанов с первичными аминосиланами и также мочевиносиланы; сшивающие агенты, их примерами являются силан-функциональные олигомеры и полимеры; ускорители сушки, например, винилтриметоксисилан, α-функциональные силаны, такие как N-(силилметил)-О-метилкарбаматы, особенно N-(метилдиметоксисилилметил)-О-метилкарбамат, (метакрилоилоксиметил)силаны, метоксиметилсиланы, ортомуравьиные сложные эфиры, оксид кальция или молекулярные сита; стабилизаторы против воздействия тепла, света и УФ-излучения, например; антипирены; поверхностно-активные вещества, такие как смачивающие агенты, регулирующие текучесть агенты, деаэрирующие агенты или пеноподавители; биоциды, такие как альгициды, фунгициды или ингибиторы роста грибов; и еще вещества, используемые обычно в отверждаемых во влажной среде композициях.
В принципе, нет необходимости применять дополнительные катализаторы в композиции по изобретению. Если катализаторы, тем не менее, используют, подходящие примеры включают металлические катализаторы в форме оловоорганических соединений, таких как дилаурат дибутилолова и диацетилацетонат дибутилолова, висмуторганические соединения или комплексы висмута, титановые катализаторы, соединения, содержащие аминогруппы, например, 1,4-диазабицикло[2.2.2]октан и 2,2'-диморфолинодиэтиловый простой эфир, аминосиланы и смеси указанных катализаторов.
Полезно выбирать указанные компоненты, присутствующие, где свойственно, в композиции, более конкретно наполнитель и катализатор, таким образом, чтобы стабильность композиции при хранении не ухудшалась из-за присутствия такого компонента, иными словами, таким образом, чтобы свойства композиции, более конкретно прикладные свойства и свойства отверждения, страдали слабо или не изменялись в процессе хранения. Это означает, что реакции, которые ведут к химическому отверждению указанной композиции, и особенно реакции силановых групп, не происходят до существенной степени в процессе хранения. Поэтому особенно полезно, чтобы указанные компоненты не содержали или не выделяли при хранении какую-либо воду или содержали или выделяли во время хранения не более чем следовые количества воды. Поэтому может быть целесообразно подвергать конкретные компоненты химической или физической сушке перед смешиванием их в композицию.
Описанную выше композицию получают и хранят в отсутствие влаги. Композиция является стабильной при хранении, что означает, что в отсутствие влаги ее можно держать в соответствующей упаковке или в соответствующем устройстве, таком как барабан, мешочек или картридж, например, в течение периода в пределах от нескольких месяцев вплоть до года или более, не подвергая изменению ее прикладные свойства до степени сколь-либо существенной для работы, или ее свойства после отверждения. Обычно стабильность при хранении определяют путем измерения вязкости или силы выдавливания.
Когда описанную композицию наносят по меньшей мере на одно твердое тело или изделие, силановые группы полимера и силанов находятся в контакте с влагой. Силановые группы имеют свойство подвергаться гидролизу в контакте с влагой. Этот гидролиз сопровождается образованием органосиланолов и, как результат последующих реакций конденсации, органосилоксанов. В результате указанных реакций, которые могут быть ускорены путем применения катализаторов, композиция в конце концов отверждается. Этот процесс называют также поперечной сшивкой.
В качестве варианта, вода, необходимая для отверждения, может поступать из воздуха (атмосферная влага) или еще указанная композиция может быть приведена в контакт с содержащим воду компонентом, будучи покрыта намазыванием, например, сглаживающим агентом, например, или будучи распыленной, или еще композиция во время нанесения может иметь содержащий воду компонент, добавленный к ней, в виде водной пасты, которую смешивают в статическом миксере, например. В случае отверждения посредством атмосферной влаги композиция отверждается снаружи внутрь. Скорость отверждения определяется различными факторами, такими как скорость диффузии воды, температура, влажность окружающей среды и геометрия связывания, например, и, как правило, замедляется по мере отверждения.
Данное изобретение дополнительно относится к применению указанной композиции в качестве адгезива, герметика или в качестве композиции для получения покрытий.
Более конкретно, композиция по изобретению является подходящей в качестве адгезива и/или герметика для связывания, и/или герметизации, и/или покрытия без праймера пористых субстратов, более конкретно пористых минеральных субстратов, таких как бетон, например. Выяснено, что композиции по изобретению ведут, в частности, к усовершенствованию адгезии после хранения в присутствии воды. В контексте адгезивного связывания или герметизации пористых субстратов, таких как бетон, хранение в присутствии воды до настоящего времени всегда было проблематичным. Одна причина этого заключается в том, что в результате капиллярного действия в пористых материалах вода способна проникать между поверхностью субстрата и адгезивом или герметиком и, следовательно, может вредно влиять на адгезию. Кроме того, в случае композиций по изобретению имеется усовершенствование температурной стойкости в отвержденном состоянии.
Изобретение дополнительно относится к способу адгезивного связывания двух субстратов S1 и S2, содержащему стадии:
i) нанесение композиции, которая описана выше, на субстрат S1 и/или субстрат S2;
ii) контактирование субстратов S1 и S2 через нанесенную композицию в течение времени схватывания композиции;
iii) отверждение композиции посредством воды, более конкретно воды в виде атмосферной влаги;
субстраты S1 и S2 являются идентичными или отличными друг от друга.
Изобретение дополнительно относится к способу герметизации или покрытия, содержащему стадии:
i) нанесение композиции, которая описана выше, на субстрат S1 и/или между субстратами S1 и S2;
ii) отверждение композиции посредством воды, более конкретно воды в виде атмосферной влаги;
субстраты S1 и S2 являются идентичными или отличными друг от друга.
Особенно подходящими субстратами S1 и/или S2 являются субстраты, выбранные из группы, состоящей из бетона, строительного раствора, кирпича, плитки, штукатурки, натурального камня, такого как гранит или мрамор, стекла, стекокерамики, металла или сплава металлов, древесины, пластика и лака.
Композиция по изобретению предпочтительно имеет пастообразную консистенцию со свойствами структурной вязкости. Композицию такого сорта наносят на субстрат, предпочтительно в форме капли, посредством подходящего аппарата, указанная капля имеет по существу круглую или треугольную площадь поперечного сечения. Соответствующими методами нанесения композиции являются, например, нанесение ее из коммерчески доступных картриджей, которые приводят в действие вручную или посредством сжатого воздуха, или из барабана или Hobbock посредством транспортирующего насоса или экструдера, где свойственно, посредством робота для нанесения. Композиция по изобретению, имеющая хорошие прикладные свойства, демонстрирует высокую консистентность и короткую тягучесть. Иными словами, она остается в нанесенной форме после нанесения и поэтому не смещается, и после того, как устройство для нанесения опускают вниз, композиция или не образует волокон или образует только очень короткое волокно, и таким образом субстрат не загрязняется.
Композиции по изобретению имеют хорошую адгезию к субстратам, особенно к пористым субстратам, предпочтительно к пористым минеральным субстратам, таким как бетон, в частности даже без применения промотирующих адгезию композиций, так называемых праймеров.
Данное изобретение дополнительно относится к изделию, которое связывают, герметизируют и/или покрывают композицией, которая здесь описана и которую получают одним их указанных способов.
Эти изделия обычно содержат строительную структуру, более конкретно строительную структуру здания или гражданского инженерного искусства.
Примеры
Методы испытания
Адгезию определяли следующим образом.
Адгезию испытывали с использованием бетона DIN, коммерчески доступного от компании Rocholl GmbH, Германия. Поверхность очищали стальной щеткой и затем освобождали от пыли сжатым воздухом. Затем две капли каждой композиции наносили из картриджа на каждый субстрат. Субстрат, покрытый каплями, затем хранили в стандартных условиях (23±1°С, относительная влажность 50±5%) в течение семи дней, после чего адгезию испытывали первый раз (первая капля). После этого субстрат с нанесенной композицией полностью погружали в воду и хранили при комнатной температуре. Адгезию затем испытывали каждый день на части капли.
Для испытания адгезии субстрат фиксировали на столе посредством зажима. На одном конце отвержденной капли делали надрез вниз почти до поверхности субстрата (связанной лицевой стороны) и надрезанный конец капли удерживали рукой и затем осторожно и медленно отслаивали, оттягивая от поверхности в направлении другого конца капли, если в ходе этой операции адгезия была настолько сильна, что концу капли грозило разрушение, когда его тянули, острое лезвие (резак) использовали для нанесения разреза перпендикулярно направлению оттягивания капли, вниз к поверхности субстрата и таким образом отделяли секцию капли. Разрезы такого рода повторяли, если необходимо, в ходе непрерывного оттягивания с интервалами от 2 до 3 мм. Таким путем всю каплю оттягивали и/или отрезали от субстрата. Адгезивные свойства оценивали на основе отвержденного адгезива, который оставался на поверхности субстрата после удаления капли (когезионное разрушение), это сопровождали оцениванием когезионной фракции адгезионной поверхности в соответствии со следующей шкалой:
1 = когезионное разрушение более чем 95%
2 = когезионное разрушение от 75% до 95%
3 = когезионное разрушение от 25% до 75%
4 = когезионное разрушение менее чем 25%
Результаты испытания с величинами когезионного разрушения менее чем 75%, иными словами оценки 3 и 4 считаются неадекватными. Образцы, адгезионные свойства которых были оценены величиной 4, то есть образцы с когезионным разрушением менее чем 25%, были впоследствии оставлены без внимания и указаны в таблице с пометкой "n.d.", означающей "не определено".
Предел прочности на разрыв, удлинение при разрыве и модуль упругости при удлинении от 0% до 100% определяли в соответствии с DIN EN 53504 (скорость вытягивания: 200 мм/мин) на пленках с толщиной 2 мм, которые были отверждены при 23°С и относительной влажности 50% в течение 14 дней.
Твердость А по Шору определяли согласно DIN 53505.
Получение силан-функционального полиуретанового полимера (Р1-1)
В атмосфере азота 1000 г Acclaim® Polyol 12200 (Bayer MaterialScience AG, Германия; полиоксипропилендиол с низким содержание моноола; ОН число 11,0 мг КОН/г; содержание воды около 0,02 мас.%), 38,4 г изофорон диизоцианата (IPDI; Vestanat® IPDI, Evonik Degussa GmbH, Германия), 270,1 г диизодецилфталата (DIDP; Palatinol® Z, BASF SE, Германия) и 0,12 г дилаурата ди-н-бутилолова (Metatin® K 712, Acima AG, Швейцария) нагревали до 90°С с непрерывным перемешиванием и оставляли при этой температуре до тех пор, пока определяемое титрованием содержание изоцианатных групп не достигало величины 0,40 мас.%. Потом добавляли при перемешивании 39,5 г диэтил N-(3-триметоксисилилпропил)аминосукцината и смесь перемешивали при 90°С в течение 4 часов, пока свободный изоцианат не становился далее не определимым посредством ИК спектроскопии. Продукт охлаждали до комнатной температуры и выдерживали в отсутствие влаги (теоретическое содержание полимера = 80%).
Диэтил N-(3-триметоксисилилпропил)аминосукцинат получали следующим образом: 51,0 г 3-аминопропилтриметоксисилана (Silquest® A-1110, Momentive Performance Materials Inc., США) вводили как первоначальную загрузку. При тщательном перемешивании 49,0 г диэтил малеата (Fluka Chemie GmbH, Швейцария) добавляли медленно при комнатной температуре и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов.
MS форполимер (Р3-1)
Форполимер S203H доступен от Kaneka Corporation, Япония.
Получение пасты карбамидного загустителя
В вакуумный миксер загружали 1000 г диизодецилфталата (Palatinol® Z) и 160 г 4,4'-дифенилметан диизоцианата (Desmodur® 44 MCL, Bayer MaterialScience AG, Германия) и эту первоначальную загрузку осторожно нагревали. Затем 90 г монобутиламина медленно добавляли по каплям с энергичным перемешиванием. Образовавшуюся белую пасту перемешивали еще час в вакууме и с охлаждением. Паста карбамидного загустителя содержит 20 мас.% карбамидного загустителя в 80 мас.% диизодецилфталата.
Получение адгезивов
Получение основного состава
В вакуумном миксере, в соответствии с массовыми долями, указанными в таблице 1, полимер, винилтриметоксисилан (Dynasylan® VTMO, Evonik Degussa GmbH, Германия), оксид титана (Kronos® 2430, Kronos Titan, GmbH, Германия), пасту карбамидного загустителя, измельченный мел (Omya® 5GU, Omya GmbH, Германия), необязательно N-2-аминоэтил-3-аминопропилтриметоксисилан (Dynasylan® DAMO-T, Evonik Degussa GmbH, Германия) или меркаптосилан (Dynasylan® MTMO, Evonik Degussa GmbH, Германия) и необязательно DBTDL, Metatin® K712 и DIDP (Palatinol® Z) или органотитанат (Tyzor® IBAY, DuPont, США) перерабатывали до гомогенной пасты, которую выдерживали в отсутствие влаги.
Результаты
| Таблица 1 | |||||
| Композиция в массовых долях [мас.%] и результаты | |||||
| Ref.1 | B1 | Ref.2 | B2 | ||
| P1-1 | 26.9 | 26.9 | |||
| P3-1 | 26.9 | 26.9 | |||
| Dynasylan VTMO | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
| Kronos 2430 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
| Паста карбамидного загустителя | 19.8 | 19.8 | 19.9 | 19.8 | |
| Omya 5 GU | 48.8 | 48.8 | 48.8 | 48.8 | |
| Dynasylan DAMO-T | 0.5 | 0.5 | |||
| Dynasylan MTMO | 1 | 1 | |||
| DIDP Palatinol Z | 1.3 | 1.3 | |||
| DBTDL Metatin K712 | 0.2 | 0.2 | |||
| Титан Tyzor IBAY1) | 1 | 1 | |||
| Adhesion to DIN concrete | |||||
| 7d Стандартные условия | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| +1d H2O | 4 | 1 | 1 | 1 | |
| +2d H2O | не определено | 1 | 3 | 1 | |
| +3d H2O | не определено | 1 | 4 | 1 | |
| +4d H2O | не определено | 1 | не определено | 1 | |
| +5d H2O | не определено | 1 | не определено | 1 | |
| +6d H2O | не определено | 1 | не определено | 3 | |
| +7d H2O | не определено | 1 | не определено | 3 | |
| +8d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| +9d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| 14d Стандартные условия | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| +1d H2O | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| +2d H2O | 2 | 1 | 1 | 1 | |
| +3d H2O | 4 | 1 | 3 | 1 | |
| +4d H2O | не определено | 1 | 3 | 1 | |
| +5d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| +6d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| +7d H2O | не определено | 1 | 4 | 3 | |
| +8d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| +9d H2O | не определено | 1 | не определено | не определено | |
| Механические свойства2) | |||||
| Предел прочности на разрыв | [МПа] | 1.10 | 1.15 | 1.07 | 0.69 |
| Удлинение при разрыве | [%] | 259 | 394 | 316 | 385 |
| Модуль упругости 0-100% | [МПа] | 0.40 | 0.49 | 0.36 | 0.28 |
| Твердость по Шору | 25 | 31 | 21 | 15 | |
| 1) Долю титана (В1 и В2) выбирают так, чтобы скорости отверждения композиций были сравнимы с таковыми из Ref.1 и Ref.2 | |||||
| 2) После 14-суточного хранения при 23°С и относительной влажности 50%. |
1. Композиция для адгезивного связывания, герметизации и покрытия субстратов, включающая
a) по меньшей мере один силан-функциональный полимер Р, который является силан-функциональным полиуретановым полимером или может быть получен реакцией гидросилирования полимеров, имеющих концевые двойные связи;
b) по меньшей мере один органосилан, который содержит по меньшей мере один атом серы, выбранный из группы, включающей органосиланы формулы (II), органосиланы формулы (III) и органосиланы формулы (IV)
где радикал R4 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно метильную группу;
радикал R5 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов С, более конкретно группу метил или этил, или изопропил, или ацил, более конкретно ацетильную группу;
радикал R6 означает линейную или разветвленную, необязательно циклическую, алкиленовую группу, имеющую от 1 до 20 атомов С, необязательно с ароматическими фрагментами и необязательно с одним или несколькими гетероатомами, более конкретно с атомами азота;
Х означает S, или S2, или S4 и
b представляет величину 0, или 1, или 2,
и
с) по меньшей мере один органотитанат, имеющий лиганды, присоединенные к атому титана через связь кислород-титан, указанные лиганды выбраны из группы, состоящей из алкоксигруппы, сульфатной группы, карбоксилатной группы, диалкилфосфатной группы и ацетилацетонатной группы.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что силан-функциональный полимер Р содержит концевые группы формулы (I)
где R1 означает алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно группу метил или этил;
R2 означает ацильную или алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов С, более конкретно группу метил, или этил, или изопропил;
R3 означает линейную или разветвленную, необязательно циклическую алкиленовую группу, имеющую от 1 до 12 атомов С, необязательно с ароматическими фрагментами и необязательно с одним или несколькими гетероатомами, более конкретно с одним или несколькими атомами азота; и
а представляет величину 0, или 1, или 2, более конкретно величину 0.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органосилан, который содержит по меньшей мере один атом серы, является органосиланом формулы (II),
где радикал R5 означает группу метил или этил;
радикал R6 означает линейную алкиленовую группу, имеющую от 1 до 10, более конкретно имеющую 3 атома С, и
b представляет величину 0.
4. Композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что органотитанат содержит по меньшей мере один мультидентатный лиганд.
5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что органотитанат является органотитанатом формулы (V)
где радикал R7 означает атом водорода или линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, более конкретно метильную группу;
радикал R8 означает атом водорода или линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов С, которая необязательно содержит гетероатомы, более конкретно атом водорода;
радикал R9 означает атом водорода или алкильную группу, имеющую от 1 до 8, более конкретно имеющую от 1 до 3 атомов С, или линейную или разветвленную алкоксигруппу, имеющую от 1 до 8, более конкретно имеющую от 1 до 3 атомов С;
радикал R10 означает линейный или разветвленный алкильный радикал, имеющий от 1 до 20 атомов С, более конкретно радикал изобутил или изопропил, и
n представляет величину 1 или 2, более конкретно 2.
6. Композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что доля органосилана составляет 0,1-7 мас.%, более конкретно 0,2-4 мас.%, предпочтительно 0,4-2 мас.% всей композиции.
7. Композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что доля органотитаната составляет 0,1-10 мас.%, более конкретно 0,1-4 мас.%, предпочтительно 0,1-3 мас.% всей композиции.
8. Композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один наполнитель.
9. Композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что доля наполнителя составляет 10-70 мас.%, более конкретно 15-60 мас.%, предпочтительно 25-60 мас.% всей композиции.
10. Применение композиции по любому из пп.1-9 в качестве адгезива, герметика или композиции для получения покрытий.
11. Применение по п.10 в качестве адгезива или герметика для связывания или герметизации без праймера пористых субстратов, более конкретно пористых минеральных субстратов.
12. Способ адгезивного связывания двух субстратов S1 и S2, включающий стадии:
i) нанесение композиции по любому из пп.1-9 на субстрат S1 и/или субстрат S2;
ii) контактирование субстратов S1 и S2 через нанесенную композицию в течение времени схватывания композиции;
iii) отверждение композиции посредством воды, более конкретно воды в виде атмосферной влаги;
субстраты S1 и S2 являются идентичными или отличными друг от друга.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что по меньшей мере один из субстратов S1 или S2 выбран из группы, состоящей из бетона, строительного раствора, кирпича, плитки, штукатурки, натурального камня, такого как гранит или мрамор, стекла, стеклокерамики, металла или сплава металлов, древесины, пластика и лака.
14. Способ герметизации или покрытия, включающий стадии:
i) нанесение композиции по любому из пп.1-9 на субстрат S1 и/или между двумя субстратами S1 и S2;
ii) отверждение композиции посредством воды, более конкретно воды в виде атмосферной влаги;
субстраты S1 и S2 являются идентичными или отличными друг от друга.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что по меньшей мере один из субстратов S1 или S2 выбран из группы, состоящей из бетона, строительного раствора, кирпича, плитки, штукатурки, натурального камня, такого как гранит или мрамор, стекла, стеклокерамики, металла или сплава металлов, древесины, пластика и лака.
16. Изделие, связанное, герметизированное или покрытое способом по любому из пп.12-15.
17. Изделие по п.16, отличающееся тем, что изделие является строительной структурой, более конкретно строительной структурой здания или гражданского строительства.
