用于由氟化芳基硼烷路易斯酸催化的甲硅烷基氢化物反应的组合物和方法技术

本发明专利技术公开了一种组合物，该组合物包含甲硅烷基氢化物(每分子具有至少一个硅键合的氢原子)和氟化三芳基硼烷路易斯酸。在方法中，该路易斯酸催化来自该甲硅烷基氢化物的硅键合的氢原子与水的反应，由此在所得产物中形成硅氧烷键。该组合物和方法可以用于形成硅氧烷中间体和固化网络。间体和固化网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于由氟化芳基硼烷路易斯酸催化的甲硅烷基氢化物反应的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.
§
119(e)要求于2020年6月24日提交的美国临时专利申请序列号63/043,149的权益。美国临时专利申请序列号63/043,149据此以引用方式并入。


[0003]一种组合物包含甲硅烷基氢化物(每分子具有至少一个硅键合的氢原子)和氟化三芳基硼烷路易斯酸。在方法中，该路易斯酸催化来自该甲硅烷基氢化物的硅键合的氢原子与水的反应，由此在所得产物中形成硅氧烷键。该组合物和方法可以用于形成硅氧烷中间体和固化网络。

技术介绍

[0004]在由Si
‑
H官能硅烷和硅氧烷制备硅氧烷中间体和硅氧烷固化网络中主要采用的催化剂是基于铂的催化剂。由于铂(Pt)的成本越来越高和其他缺点(如随时间推移，固化的硅氧烷组合物变黄或形成黑色沉淀)，工业上需要基于Pt的催化剂的替代物。此外，虽然基于Pt的催化剂是有效的，但是它们也可能遭受需要高温(80℃至110℃)以实现足够的反应性来催化硅氧烷键的形成的缺点。

技术实现思路

[0005]一种组合物包含：A)氟化三芳基硼烷路易斯酸和B)甲硅烷基氢化物。该组合物可以用于一种方法中，该方法包括：将A)该氟化三芳基硼烷路易斯酸、B)该甲硅烷基氢化物和C)水组合；从而形成产物。该产物具有通过来自该甲硅烷基氢化物的SiH部分与该水的反应形成的硅氧烷键。
具体实施方式
[0006]该组合物包含：A)氟化三芳基硼烷路易斯酸和B)甲硅烷基氢化物。该组合物可以不含水。另选地，该组合物可以基本上由A)氟化三芳基硼烷路易斯酸和B)甲硅烷基氢化物组成。另选地，该组合物可以由：A)氟化三芳基硼烷路易斯酸和B)甲硅烷基氢化物组成。该组合物在使用前可以在防止来自甲硅烷基氢化物的硅键合的氢原子发生反应的条件(例如无水条件)下储存。
[0007]本文所描述的方法包括1)将起始物质组合，这些起始物质包含以下(另选地，基本上由以下组成；另选地，由以下组成)：上文所描述的A)和B)以及C)水。在将使起始物质B)的硅键合的氢原子反应以形成硅氧烷键和包含氢气的副产物的条件下进行组合。
[0008]这些条件可以包括例如通过任何便利的方式混合。混合可以使用常规混合设备，如间歇式搅拌釜执行。混合可以在任何便利的温度(例如RT)下执行。另选地，当选择用于起始物质B)的甲硅烷基氢化物是粘性的时，可以例如用挤出机执行在剪切下的混合。该组合
物可以例如通过混合上文所描述的起始物质A)和起始物质B)来形成。在混合期间，起始物质A)和起始物质B)可以在50℃至150℃、另选地100℃至125℃的温度下加热。任选地，可以使用起始物质D)溶剂来促进将起始物质A)和起始物质B)组合。例如，起始物质A)可以在与起始物质D)混合之前溶解于该溶剂中。不受理论的束缚，据认为当起始物质A)和起始物质B)在本文所描述的方法的步骤1)之前一起存在时，甚至当起始物质A)和起始物质B)在加热的情况下组合时，使用本文所描述的氟化三芳基硼烷路易斯酸代替其他催化剂(如基于Pt的催化剂或FAB)可以提供组合物稳定性的益处。
[0009]在该方法的步骤1)中将包含起始物质A)和起始物质B)的组合物暴露于C)水将开始使硅键合的氢原子与水反应以形成硅氧烷键。水可以使用如上文所描述的方式与起始物质A)和起始物质B)混合，并且起始物质A)、起始物质B)和起始物质C)可以在步骤1)中同时组合。另选地，可以在步骤1)之前制备包含起始物质A)和起始物质B)的组合物，并且然后在步骤1)中，可以将组合物例如通过暴露于潮湿空气而暴露于水。暴露于水可以在5℃至150℃、另选地RT至150℃、另选地5℃至125℃，以及另选地RT至125℃的温度下执行。不受理论的束缚，据认为暴露于水的温度将取决于所选择的甲硅烷基氢化物。例如，当起始物质B)包含例如甲硅烷基官能聚烯烃时，则可以使用更高的温度(例如50℃至150℃)。当起始物质B)为例如硅烷时，则较低的温度可能是足够的。例如，温度可以另选地是RT至70℃、5℃至70℃、另选地5℃至65℃、另选地10℃至60℃、另选地15℃至50℃、另选地20℃至35℃、另选地5℃至30℃，以及另选地30℃。
[0010]该方法还可任选地包括一个或多个附加步骤。该方法还可以包括：步骤2)在步骤1)期间和/或之后，去除在形成产物期间生成的H2和/或步骤3)去除和/或中和产物中残余的氟化三芳基硼烷路易斯酸。副产物H2可通过任何便利的方式诸如汽提和/或燃烧来去除。去除和/或中和可以通过向产物中添加E)中和剂，或者另选地向产物中添加E)中和剂并任选地随后过滤产物来执行。步骤2)和3)可以任何顺序进行。如果存在颗粒副产物，例如由于中和，则该方法还可包括步骤4)在中和之后，通过任何便利的方式诸如过滤来去除颗粒诸如氧化铝。
[0011]起始物质A)催化剂
[0012]本文所描述的组合物和方法中的起始物质A)为氟化三芳基硼烷路易斯酸。该氟化三芳基硼烷路易斯酸具有式：
[0013]其中每个R
o
为邻位取代基，每个R
m
为间位取代基，并且每个R
p
为对位取代基，R2为任选的并且包括官能团或官能聚合物基团；并且下标x为0或1。在上式中，R
o1
‑6中的每一者、R
m1
‑6中的每一者和R
p1
‑3中的每一者独立地选自H、F或CF3；前提条件是：并非所有的R
o1
‑6、R
m1
‑6和R
p1
‑3都能同时为F；并非所有的R
o1
‑6、R
m1
‑6和R
p1
‑3都能同时为H；并且当R
o1
‑4中的两者或更多者为CF3时，则R
o5
和R
o6
各自独立地选自H或F。R2为任选的，即当下标x＝1时R2存在，并且当下标x＝0时R2不存在。R2可以是与氟化三芳基硼烷路易斯酸形成络合物的路易斯碱和/或含有至少一个可用于与路易斯酸形成配价键的电子对的分子或部分，并且可如WO2019/055740第[0024]至[0025]段中对R4所述。R2的示例包括环醚诸如四氢呋喃或四氢吡喃。另选地，R2可以是四氢呋喃(THF)。
[0014]另选地，R
o1
、R
o2
、R
o3
、R
o4
、R
o5
和R
o6
中的每一者可为H。另选地，R
o1
、R
o2
、R
o3
和R
o4
中的每一者可为H。另选地，R
o5
和R
o6
中的每一者可为F。
[0015]另选地，R
m1
、R
m2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，所述组合物包含：A)式的氟化三芳基硼烷路易斯酸；其中R
o1
、R
o2
、R
o3
、R
o4
、R
o5
、R
o6
、R
m1
、R
m2
、R
m3
、R
m4
、R
m5
、R
m6
、R
p1
、R
p2
和R
p3
中的每一者独立地选自H、F或CF3；R包括官能团或官能聚合物基团；并且下标x为0或1；前提条件是：并非所有的R
o1
、R
o2
、R
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、R
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、R
o5
、R
o6
、R
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、R
m2
、R
m3
、R
m4
、R
m5
、R
m6
、R
p1
、R
p2
和R
p3
都能同时为F；并非所有的R
o1
、R
o2
、R
o3
、R
o4
、R
o5
、R
o6
、R
m1
、R
m2
、R
m3
、R
m4
、R
m5
、R
m6
、R
p1
、R
p2
和R
p3
都能同时为H；并且当R
o1
、R
o2
、R
o3
和R
o4
中的两者或更多者为CF3时，则R
o5
和R
o6
各自选自H或F；以及B)甲硅烷基氢化物，所述甲硅烷基氢化物每分子具有至少一个硅键合的氢原子。2.根据权利要求1所述的组合物，其中起始物质A)选自由以下组成的组：A1)三(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)硼烷THF加合物；A2)双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)(4
‑
三氟甲基苯基)硼烷THF加合物；A3)双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)(2,4,6
‑
三氟苯基)硼烷THF加合物；A4)双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)(2,6
‑
二氟苯基)硼烷THF加合物；A5)双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)(2,5
‑
双(三氟甲基)苯基)硼烷；A6)(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)双(2,5
‑
双(三氟甲基)苯基)硼烷；A7)双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯基)(2,3,5,6
‑
四氟
‑4‑
三氟甲基苯基)硼烷THF加合物；以及A8)A1)至A7)中的两者或更多者的组合。3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中B)所述甲硅烷基氢化物选自由以下组成的组：B1)式H
k
SiR
5(4
‑
k)
的硅烷，其中每个R5独立地选自由以下组成的组：单价烃基团和单价卤代烃基团，并且下标k为1至3；
B2)聚有机氢硅氧烷，所述聚有机氢硅氧烷包含两个或更多个选自由以下组成的组的硅氧烷单元：HR
42
SiO
1/2
、R
43
SiO
1/2
、HR4SiO
2/2
、R
42
SiO
2/2
、R4SiO
3/2
、HSiO
3/2
和SiO
4/2
，其中每个R4是独立地选择的不含脂肪族不饱和度的单价烃基团；以及B3)聚烯烃，所述聚烯烃具有式(B3
‑
1)：的硅键合的氢官能团，其中每个R1是独立地选择的单价烃基团并且每个下标a独立地为1或2。4.根据权利要求3所述的组合物，其中起始物质B1)是式HSiR
53
的硅烷，其中每个R5是1至6个碳原子的烷基基团；起始物质B2)是具有以下单元式的聚二有机氢硅氧烷：(HR
42
SiO
1/2
)
g
(R
43
SiO
1/2
)
h
(R
42
SiO
2/2
)
i
(HR4SiO
2/2
)
j
，其中R4如上所述，并且下标g、h、i和j的值使得g≥0，h≥0，量(g+h)的平均值为2，i≥0，j≥0，并且量(g+j)≥1，并且量(i+j)在0至1000的范围内；并且起始物质B3)是选自由以下组成的组的SiH官能聚烯烃：单元式(B3
‑
2)：其中R1和下标a如上所述，每个D1独立地为2至50个碳原子的二价烃基团，每个R
25
独立地为H、1至18个碳原子的单价烃基团或1至18个碳原子的单价卤代烃基团，并且下标M和N的值使得1≤M≤10并且10≤N≤20,000；单元式(B3
‑
3)：其中下标a和R1如上所述，下标f为0或1，下标t和u是小数，所述小数的相对值使得0&lt;t≤1，0≤u≤1，下标g为1或更大，每个R
et
表示乙烯单元，并且每个R
O
表示除乙烯之外的烯烃单元；以及单元式(B3
‑
4)：其中下标a、f、g、t和u以及R1如上所述。每个R7独立地为具有1至20个碳原子的单价烃基团。
5.一种用于形成具有硅氧烷键的产物的方法，所述方法包括：1)将起始物质组合，所述起始物质包含A)式的氟化三芳基硼烷路易斯酸；其中R
o1
、R
o2
、R
o3
、R
o4
、R
o5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：