催化剂组合物及其制备方法技术

提供了一种催化剂组合物。该组合物包含至少30重量％的催化剂化合物，基于该催化剂组合物的固体总重量计；和由烯属不饱和单体制备的聚合物。该聚合物(i)具有主链，其得自基本上亲水性的单体和/或含有在聚合后可变得基本上亲水性的基团的单体，和沿着该主链的多个侧链，其得自基本上疏水性的单体，或者(ii)具有主链，其得自基本上疏水性的单体和沿着该主链的多个侧链，其得自基本上亲水性的单体和/或含有在聚合后可变得基本上亲水性的基团的单体。该催化剂化合物包含在该聚合物内或者被该聚合物包封。还提供了一种制备该催化剂组合物和含有该催化剂组合物的可固化组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及添加剂组合物，特别是催化剂组合物及其制备方法。专利技术背景催化是化学反应速率的变化，其归因于被称作催化剂的材料的参与。加速反应的催化剂被称作正催化剂。减慢反应的催化剂被称作负催化剂，或者抑制剂。不同于反应物，催化剂没有被反应本身所消耗。催化剂是通过提供到反应产物的可选择的反应路径来起作用的。当这种可选择的路径的活化能低于没有催化剂调节的反应路径时，反应速率增加。催化剂还可以进行这样的反应，其本来会被动力学势垒(barrier)所阻挡或者减慢。该催化剂可以增加反应速率或者选择性，或者使得该反应能够在比本来可能进行的更低的温度来进行。同样，催化剂可以是工业方法中非常有价值的工具。使用催化剂可存在缺点。例如锡化合物广泛用于工业产品例如涂料中，作为用于异氰酸酯/羟基反应的催化剂。不幸地，通常提供可接受的快速固化速率和最终产物性能所需的催化剂水平典型地导致在组分混合后，短的施用时间窗口(window)。通过加入另外的催化剂来进一步改进反应速率是被排除的，因为所得组合物的适用期将甚至更短。令人期望的是使用这样的方法和催化剂来催化化学反应，其通过延长组合物的适用期或者通过加速施用后的反应速率，而不对适用期产生不利影响，来克服现有技术的这些缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种催化剂组合物。该组合物包含至少30重量％的催化剂化合物，基于该催化剂组合物的固体总重量计；和由烯
属不饱和单体制备的聚合物。该聚合物(i)具有主链，其得自基本上亲水性的单体和/或含有在聚合后可变得基本上亲水性的基团的单体，和沿着该主链的多个侧链，其得自基本上疏水性的单体，或者(ii)具有主链，其得自基本上疏水性的单体和沿着该主链的多个侧链，其得自基本上亲水性的单体和/或含有在聚合后可变得基本上亲水性的基团的单体。该催化剂化合物包含在该聚合物内或者被该聚合物包封。还提供了制备该催化剂组合物和含有该催化剂组合物的可固化组合物的方法。一种具体的方法包括：i)将一种或多种基本上疏水性的、烯属不饱和单体一起聚合，以产生基本上疏水性的大分子单体，其具有烯属不饱和端基，该端基是与其他烯属不饱和单体可聚合的；ii)将一种或多种基本上亲水性的烯属不饱和单体和/或含有在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体，与步骤i)中形成的大分子单体一起聚合，以产生具有基本上亲水性的主链和沿着该主链的多个基本上疏水性的侧链的聚合物；iii)将该聚合物与含水介质合并；iv)任选地中和该聚合物上的任何酸或者碱基团；v)将该聚合物分散到该含水介质中；vi)将催化剂化合物加入到该含水介质中；和vii)将该催化剂化合物分散到该含水介质中。要注意的是两个或者更多个方法步骤，例如步骤iii)到vii)中的两个或更多个或者步骤i)到v)中的两个或更多个可以同时进行，或者其次序可以以其他方式改变，而不背离本专利技术的范围。本专利技术还提供了一种制备分散到含水介质中的催化剂组合物的方法，包括：i)将一种或多种基本上亲水性的、烯属不饱和单体，和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体一起聚合，以产生基本上亲水性的大分子单体，其具有烯属不饱和端基，该端基是与其他烯属不饱和单体可聚合的；ii)将一种或多种基本上疏水性的烯属不饱和单体与步骤i)中形成的大分子单体一起聚合，以产生具有基本上疏水性的主链和沿着该主链的多个基本上亲水性的侧链的聚合物；iii)将该聚合物与含水介质合并；iv)任选地中和该聚合物上的任何酸或者碱基团；v)将该聚合物分散到该含水介质中；vi)将催化剂化合物加入到该含水介质中；和vii)将该催化剂化合物分散到该含水介质中。同样，步骤iii)到vii)中的两个或更多个或者步骤i)到v)中的两个或更多个可以同时进行，或者其次序可以以其他方式改变，而不背离本专利技术的范围。具体实施方式除了操作实施例中或者其中另有指示之外，表示说明书和权利要求中所用的成分、反应条件等的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修饰的，即使该术语没有明确出现。因此，除非有相反的指示，否则下面的说明书和所附的权利要求中阐明的数字参数是约数，其可以根据本专利技术所寻求获得的期望的性能而变化。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释。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。然而，任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。这里所述的任何数字范围目的是包括包含在其中的全部的子范围。例如范围“1-10”目的是包括在所述的最小值1和所述的最大值10之间(并包括端值)的全部子范围，即，具有最小值等于或者大于1和最大值等于或者小于10。复数包括单数，且反之亦然；例如，单数形式“一个”、“一种”和“该”
包括复数指代物，除非明确和不含糊地限定到一个指代物。例如在本专利技术已经依据“一种”多异氰酸酯来描述的情况中，可以使用多个，包括这样的化合物的混合物。作为此处使用的，术语“聚合物”表示指的是预聚物、低聚物以及均聚物和共聚物二者；前缀“聚”指的是两个或更多个。本专利技术的催化剂组合物包含催化剂化合物和由烯属不饱和单体制备的聚合物。该催化剂化合物包含在该聚合物中或者被该聚合物包封。该聚合物形成了催化剂周围的载体壳或者包封剂，并且将催化剂包含在它的内部或者核(core)中。合适的催化剂化合物的例子包括有机-金属化合物例如铪，钛，锡，锌，铋，铝和锆化合物。示例性的锡化合物包括三烷基-和三芳基锡卤化物，乙酸盐，氢氧化物和相关的化合物，二月桂酸二丁基锡(DBTL)，二乙酸二丁基锡(DBTA)，二丁基硫化锡(DBTS)，马来酸二丁基锡(DBTM)，2-乙基己酸二丁基锡(DBTEH)，二新癸酸二丁基锡(DBTND)，二丁基二氯化锡(DBTCl)，二丁基氧化锡(DBTO)，单丁基三氯化锡(MBTCl)，单丁基氧化锡(MBTO)，二月桂酸二辛基锡(DOTL)，二乙酸二辛基锡(DOTA)，二辛基硫化锡(DOTS)，马来酸二辛基锡(DOTM)，2-乙基己酸二辛基锡(DOTEH)，二新癸酸二辛基锡(DOTND)，二辛基二氯化锡(DOTCl)，二辛基氧化锡(DOTO)，单辛基三氯化锡(MOTCl)，单辛基氧化锡(MOTO)，烷基化膦，胺例如1,8-二氮杂双环-十一碳-7-烯(DBU)和巴顿碱(Barton’s base)，甲基二椰油胺等。该催化剂化合物在催化剂组合物中的存在量是至少30重量％，经常至少40重量％，或者至少50重量％，或者甚至至少60重量％，基于该催化剂组合物的固体总重量计，如下面的实施例所证实的。以这些负载水平使用催化剂组合物使得需要加入到反应混合物例如可固化成膜组合物中的催化剂组合物的量最小化，和因此使得整体制剂宽容度(latitude)最大化。用于本专利技术的催化剂组合物中的聚合物是由烯属不饱和单体制备的。在某些实施方案中，该聚合物具有得自基本上亲水性的单体和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体的主链，和沿着该
主链的多个侧链，该侧链得自基本上疏水性的单体。在可选择的实施方案中，该聚合物具有得自基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
催化剂组合物，其包含：(a)至少30重量％的催化剂化合物，基于该催化剂组合物的固体总重量计；和(b)由烯属不饱和单体制备的聚合物，其中：(i)该聚合物具有主链，该主链得自基本上亲水性的单体和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体，和沿着该主链的多个侧链，该侧链得自基本上疏水性的单体，或者(ii)该聚合物具有得自基本上疏水性单体的主链和沿着该主链的多个侧链，该侧链得自基本上亲水性的单体和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体；和其中该催化剂化合物包含在该聚合物内或者被该聚合物包封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.08 US 14/075,2041.催化剂组合物，其包含：(a)至少30重量％的催化剂化合物，基于该催化剂组合物的固体总重量计；和(b)由烯属不饱和单体制备的聚合物，其中：(i)该聚合物具有主链，该主链得自基本上亲水性的单体和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体，和沿着该主链的多个侧链，该侧链得自基本上疏水性的单体，或者(ii)该聚合物具有得自基本上疏水性单体的主链和沿着该主链的多个侧链，该侧链得自基本上亲水性的单体和/或含有可在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体；和其中该催化剂化合物包含在该聚合物内或者被该聚合物包封。2.权利要求1的催化剂组合物，其中该催化剂化合物(a)包括有机锡化合物。3.权利要求1的催化剂组合物，其中该催化剂组合物分散到含水介质中。4.权利要求1的催化剂组合物，其中该基本上疏水性的单体包括下面的一种或多种：(甲基)丙烯酸正丁基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯。5.权利要求1的催化剂组合物，其中该基本上亲水性的单体包括下面的一种或多种：甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、己内酯和(甲基)丙烯酸羟烷基酯的羟基官能加合物、(甲基)丙烯酸、巴
\t豆酸、衣康酸、马来酸和富马酸。6.权利要求1的催化剂组合物，其中该催化剂化合物包括有机-金属催化剂化合物，并且该聚合物(b)展示出小于15℃的玻璃化转变温度。7.权利要求1的催化剂组合物，其进一步包含(c)不同于聚合物(b)的另外的聚合物，其中该催化剂化合物和该另外的聚合物(c)包含在聚合物(b)内或者被聚合物(b)包封。8.可固化组合物，包含：a)反应混合物，其包含：i)一种或多种具有反应性官能团的树脂，该反应性官能团是与本身有反应性的；或者ii)交联剂和一种或多种树脂，该树脂具有与该交联剂上的官能团有反应性的反应性官能团；和b)权利要求1的催化剂组合物。9.权利要求8的可固化组合物，其中该催化剂组合物b)存在于反应混合物的树脂组分和/或交联剂组分中。10.制备分散到含水介质中的催化剂组合物的方法，包括：i)将一种或多种基本上疏水性的、烯属不饱和单体一起聚合，以产生基本上疏水性的大分子单体，其具有烯属不饱和端基，该烯属不饱和端基是与其他烯属不饱和单体可聚合的；ii)将一种或多种基本上亲水性的烯属不饱和单体和/或含有在聚合后变得基本上亲水性的基团的单体，与步骤i)中形成的大分子单体一起聚合，以产生具有基本上亲水性的主链和沿着该主链的多个基本上疏水性的侧链的聚合物；iii)将该聚合物与含水介质合并；iv)任选地中和该聚合物上的任何酸或者碱基团；v)将该聚合物分散到该含水介质中；vi)将催化剂化合物加入到该含水介质中；和vii)将该催化剂化合物分散到该含水介质中，以形成分散的催化剂组合物，催化剂组合物包含：包含在该聚合物中或者被该聚合物包封的催化剂化合物。11.权利要求10的方法，其中步骤i)中的聚合是在170℃-300℃的温度进行的。12.权利要求10的方法，其中步骤iii)到vii)中的两个或更多个或者步骤i)到v)中的两个或更多个是同时进行的。13.权利要求10的方法，其中在该聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·莫拉维克，D·J·施沃茨米勒，S·V·巴兰塞克，D·R·芬恩，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US