受控释放胺催化的含硫聚合物和环氧组合物制造技术

公开了可用于航空航天密封剂应用中的组合物，其包含含硫聚合物例如聚硫醚和多硫化物，多环氧化物和受控释放胺催化剂。该组合物表现出延长的有效期，并且固化速率可以调节以用于具体应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】受控释放胺催化的含硫聚合物和环氧组合物
本公开内容涉及包含含硫聚合物(例如聚硫醚和多硫化物)、多环氧化物和受控释放胺催化剂的组合物。该组合物可用于航空航天密封剂应用，在这里它们表现出延长的有效期和提供受控的固化速率。专利技术背景可用于航空航天和其它应用的密封剂必须满足苛刻的机械、化学和环境要求。该密封剂可以施用到多种表面，包括金属表面、底漆涂层、中间涂层、罩面层和老化涂层。在美国专利号6172179中描述了包含含硫聚合物的密封剂组合物，其表现出用于航空航天密封剂应用的可接受的耐燃料性、耐热性和挠性。在密封剂例如美国公开号2006/0270796、2007/0287810和2009/0326167中所述的那些中，含硫聚合物例如硫醇封端的聚硫醚是在胺催化剂存在下，与环氧固化剂反应来提供固化的产物。这些体系可用作密封剂，并且能够满足航空航天工业苛刻的性能要求。没有强碱催化剂例如胺催化剂时，硫醇和环氧基团之间的反应是缓慢的，并且提供了相对长的有效期，例如几天到数周，这取决于温度。然而，固化的密封剂的物理性能通常是不可接受的。相反，在强碱催化剂存在下，所述反应是快的，并且虽然表现出可接受的固化性能，但是提供了仅仅约2小时-约12小时的有效期，这取决于具体的体系。然而，对于许多应用来说，期望的是较长的有效期例如12小时-48小时。在实践中，该组合物可以作为双组份组合物来提供，在其中硫醇封端的含硫化合物和环氧化物作为分开的组分来提供的，并且胺催化剂处于硫醇组分中，并且这两个组份在即将使用之前进行混合。备选地，该碱性催化剂可以作为第三组分来提供，并且在即将使用之前，将该含有硫醇封端的含硫聚合物的组分，含有环氧化物的组分和含有碱性催化剂的组分进行混合。然而，一旦该组分混合后，硫醇和环氧基团反应，并且至少部分地取决于温度和胺催化剂的类型，有效期被限制到小于2-12小时。此外，在该组合物固化时，极少有能力控制反应速率，来利用在密封剂施用到表面上之后发生的复杂的化学过程。延长包含硫醇封端的含硫聚合物和多环氧化物的组合物的有效期和控制其固化速率是令人期望的。
技术实现思路
所以，令人期望的是提供组合物，其在环境温度表现出长的有效期，并且在施用到表面后，固化以形成具有航空航天密封剂应用可接受的性能的固化的密封剂。在某些实施方案中，本公开内容所提供的组合物表现出有效期大于12-48小时，并且在有用的工作时间之后，在24-72小时内固化。本公开内容所提供的组合物包括受控释放胺催化剂，例如并入到基质包封剂中的强胺催化剂。该胺催化剂可以通过在环境温度扩散而释放，或者可以在暴露于高温后而释放。在任一情况中，该胺催化剂的释放是以延长了包含硫醇封端的含硫聚合物和多环氧化物的组合物的有效期的方式来控制的。此外，该硫醇封端的含硫聚合物可以用例如烷基硅烷基团的基团来封闭，该基团在湿气存在下与水反应来释放反应性硫醇封端的含硫聚合物，由此提供延长有效期的另外的方式。在第一方面，所提供的组合物包含(a)选自硫醇封端的含硫聚合物、封闭的硫醇封端的含硫聚合物及它们的组合的含硫聚合物；(b)多环氧化物固化剂；和(c)受控释放胺催化剂。在第二方面，所提供的组合物包含(a)硫醇封端的含硫聚合物；(b)多环氧化物固化剂；和(c)包含胺催化剂的基质包封剂，该胺催化剂能够通过加热而释放。在第三方面，所提供的组合物包含(a)封闭的硫醇封端的(例如甲硅烷基封闭的)含硫聚合物；(b)多环氧化物固化剂；和(c)包含胺催化剂的基质包封剂，该胺催化剂能够在环境温度释放。在第四方面，提供的是密封孔的方法，其包括(a)将本公开内容所提供的组合物施用到至少一个带有孔的表面上；(b)组装该带有孔的表面；和(c)固化该密封剂以提供密封的孔。附图说明图1是显示了实施例2的包含基质包封的胺的密封剂组合物的固化曲线的图。图2是显示了实施例7的密封剂组合物在(a)暴露于环境湿气和(b)与环境湿气隔离密封时，粘度随时间的变化的图，该组合物包含甲硅烷基封闭的聚硫醚、二环氧化物和1.2wt％基质包封的胺。现在参考组合物和方法的某些实施方案。所公开的实施方案并非打算限制权利要求。相反，该权利要求目的是覆盖全部的备选项、改变和等价物。具体实施方式定义为了以下说明书的目的，除了其中有明确的相反规定之外，应当理解本公开内容所提供的实施方案可以假定不同的备选的变体和步骤次序。此外，除了在实施例中或者其中另有指示之外，否则表示例如说明书和权利要求中所用的成分的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修正的。因此，除非有相反指示，否则下面的说明书和附加的权利要求书中阐明的数字参数是约数，其可以根据所期望获得的性能而变化。最起码，和并非打算使用等价原则来限制权利要求的范围，每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的位数和通过使用通常的四舍五入技术来解读。虽然阐明本专利技术宽的范围的数字范围和参数是约数，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。但是任何的数值本质上包含了由在它们各自的测试测量中的标准偏差所必然形成的某些误差。同样，应当理解这里所述的任何数字范围目的是包括其中所涵盖的全部子范围。例如范围“1-10”目的是包括所述的最小值约1和所述的最大值约10之间(和包括端点值)的全部子范围，即，具有等于或者大于约1的最小值和等于或者小于约10的最大值。同样，在本申请中，使用“或”表示“和/或”，除非另有明确规定，即使“和/或”在某些情况中可以明确使用。没有处于两个字母或者符号之间的破折号(“-”)被用于表示取代基或者两个原子之间的键合点。例如-CONH2是通过碳原子键合到另一化学部分上的。“烷烃二基”指的是饱和的、支化的或直链的非环烃基的双基，具有例如1-18个碳原子(C1-18)，1-14个碳原子(C1-14)，1-6个碳原子(C1-6)，1-4个碳原子(C1-4)或者1-3个烃原子(C1-3)。应理解支化的烷烃二基具有最少三个碳原子。在某些实施方案中，该烷烃二基是C2-14烷烃二基，C2-10烷烃二基，C2-8烷烃二基，C2-6烷烃二基，C2-4烷烃二基和在某些实施方案中是C2-3烷烃二基。烷烃二基的例子包括甲烷-二基(-CH2-)，乙烷-1,2-二基(-CH2CH2-)，丙烷-1,3-二基和异丙烷-1,2-二基(例如-CH2CH2CH2-和-CH(CH3)CH2-)，丁烷-1,4-二基(-CH2CH2CH2CH2-)，戊烷-1,5-二基(-CH2CH2CH2CH2CH2-)，己烷-1,6-二基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-)，庚烷-1,7-二基，辛烷-1,8-二基，壬烷-1,9-二基，癸烷-1,10-二基，十二碳烷-1,12-二基等。“烷烃环烷烃”指的是饱和烃基团，其具有一种或多种的环烷基和/或环烷烃二基和一种或多种烷基和/或烷烃二基，其中环烷基、环烷烃二基、烷基和烷烃二基是这里定义的。在某些实施方案中，每个环烷基和/或环烷烃二基是C3-6，C5-6和在某些实施方案中是环己基或者环己烷二基。在某些实施方案中，每个烷基和/或烷烃二基是C1-6，C1-4，C1-3和在某些实施方案中是甲基、甲烷二基、乙基或者乙烷-1,2-二基。在某些实施方案中，该烷烃环烷烃基团是C4-18烷烃环烷烃，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：(a)含硫聚合物，所述含硫聚合物选自硫醇封端的含硫聚合物、封闭的硫醇封端的含硫聚合物及它们的组合；(b)多环氧化物固化剂；和(c)受控释放胺催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.24 US 13/659,1131.一种组合物，其包含：(a)含硫聚合物，所述含硫聚合物包括硫醇封端的聚硫醚、甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚或它们的组合；(b)多环氧化物固化剂；和(c)受控释放胺催化剂，其中该受控释放胺催化剂被并入到基质包封剂中，该基质包封剂包含结晶聚合物，其并入了包含胺催化剂的小滴或者颗粒。2.权利要求1的组合物，其中该硫醇封端的聚硫醚包括双官能硫醇封端的聚硫醚、三官能硫醇封端的聚硫醚或它们的组合。3.权利要求1的组合物，其中该硫醇封端的聚硫醚的特征在于平均官能度是2.05-3。4.权利要求1的组合物，其中该硫醇封端的聚硫醚包括式(2)的硫醇封端的聚硫醚、式(2a)的硫醇封端的聚硫醚或它们的组合：HS-R1-[-S-(CH2)p-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-SH(2){HS-R1-[-S-(CH2)p-O-(R2-O)m-(CH2)2-S-R1-]n-S-V’-}zB(2a)其中：每个R1独立地选自C2-10烷烃二基、C6-8环烷烃二基、C6-14烷烃环烷烃二基、C5-8杂环烷烃二基和-[(-CHR3-)s-X-]q-(-CHR3-)r-，其中：s是整数2-6；q是整数1-5；r是整数2-10；每个R3独立地选自氢和甲基；和每个X独立地选自-O-、-S-和-NR-，其中R选自氢和甲基；每个R2独立地选自C1-10烷烃二基、C6-8环烷烃二基、C6-14烷烃环烷烃二基和-[(-CHR3-)s-X-]q-(-CHR3-)r-，其中s、q、r、R3和X如对R1所定义的；m是整数0-50；n是整数1-60；p是整数2-6；B表示z价、乙烯基封端的多官能化剂B(-V)z的核，其中：z是整数3-6；和每个V是包含端乙烯基的基团；和每个-V’-得自-V与硫醇的反应。5.权利要求1的组合物，其中该硫醇封端的聚硫醚包含如下反应物的反应产物，该反应物包含：(a)式(3)的二硫醇：HS-R1-SH(3)其中：R1选自C2-6烷烃二基、C6-8环烷烃二基、C6-10烷烃环烷烃二基、C5-8杂环烷烃二基和-[-(CHR3)s-X-]q-(CHR3)r-；其中：每个R3独立地选自氢和甲基；每个X独立地选自-O-、-S-和-NR-，其中R选自氢和甲基；s是整数2-6；q是整数1-5；和r是整数2-10；和(b)式(4)的二乙烯基醚：CH2＝CH-O-[-R2-O-]m-CH＝CH2(4)其中：每个R2独立地选自C1-10烷烃二基、C6-8环烷烃二基、C6-14烷烃环烷烃二基和-[(-CHR3-)s-X-]q-(-CHR3-)r，其中s、q、r、R3和X如对R1所定义的；m是整数0-50。6.权利要求5的组合物，其中该反应物进一步包含(c)多官能化合物B(-V)z，其中：B代表多官能化合物B(-V)z的核；z是整数3-6；和每个-V是包含与硫醇基团有反应性的端基的部分。7.权利要求1的组合物，其中该甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚包括双官能甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚、三官能甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚或它们的组合。8.权利要求7的组合物，其中该甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚的特征在于平均官能度是2.05-3。9.权利要求7的组合物，其中该甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚包括式(6)的甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚、式(6a)的甲硅烷基封闭的硫醇封端的聚硫醚或它们的组合：...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·凯莱德吉安，L·G·安德森，林仁和，
申请(专利权)人：PRC迪索托国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US