CN102257083A - 基于硅封端聚合物的液体薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合物，其包括至少一种硅烷官能化的聚合物P以及20至60重量％的氢氧化铝或氢氧化镁或它们的混合物，其中组合物具有根据DIN 53018在20℃的温度下测得的500至20000mPa·s的粘度。这种组合物尤其适于用作液体薄膜并且具有很好的燃烧性能，即难以点燃且自行熄灭。
Description
技术领域
本发明涉及用于建筑密封的液体可涂覆薄膜的领域。
背景技术
用于建筑密封的基于聚氨酯或丙烯酸酯分散体的液体可涂覆薄膜是已知的。
用于基于聚氨酯的液体薄膜的组合物的缺陷在于，其包含有机溶剂和异氰酸酯，因此由于生态和毒理上的原因并非适于所有应用。
此外，基于聚氨酯的液体薄膜通常需要全面的基材处理以实现足够的附着。因此特别地使用增附剂组合物，即所谓的底漆。由于各种原因，省略在增附剂组合物上涂覆液体薄膜可能是必需的或特别有利的。因此，无底漆地涂覆薄膜除了成本优势之外还带来时间优势，因为可以省去增附剂组合物的涂覆和蒸发干燥。此外，无底漆地涂覆薄膜还具有生态优势，因为底漆通常包含大量的挥发性的有机溶剂，即所谓的VOC(挥发性有机化合物)。
基于聚氨酯的液体薄膜的其它缺陷在于，聚氨酯组合物通常具有较短的存储稳定性，并且为了涂覆必须在竖直平面上进行修整以防止组合物流失。
与此相对地，用于基于丙烯酸酯分散体的液体薄膜的组合物不含有机溶剂并且具有高至12个月的较高的储存稳定性。然而，其缺陷在于，其对于UV和天气的稳定性显著较弱，以及由于缺乏粘附性而仅能用在数目有限的基材上。
此外，已知的液体薄膜还具有与其燃烧性能有关的缺陷，这在密封住宅时由于安全技术上的原因而尤其有问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于制造液体薄膜的组合物，其能克服现有技术的缺陷，从生态和毒理的角度得到改进，并且在燃烧性能上具有改进的特性。
出人意料地发现，根据权利要求1的组合物可以实现此目的。
通过将氢氧化铝和/或氢氧化镁与硅烷封端聚合物组合，能够制得组合物，其能够以液体状态作为薄膜涂覆，其既不具有挥发性有机溶剂也不具有异氰酸酯，并且在燃烧性能上具有十分优良的特性，由此增强了对于建筑物及其使用者的安全性。
本发明的其它方面是其它独立权利要求的主题。本发明的特别有利的实施方式是从属权利要求的主题。
具体实施方式
本发明的主题是组合物，其包括：
a)至少一种硅烷官能化的聚合物P；以及
b)20至60重量％的氢氧化铝或氢氧化镁或它们的混合物；
其中该组合物具有根据DIN 53018在20℃的温度下测得的500至20000mPa·s的粘度。
在本文件中，以“多/聚”起首的物质名称，例如多元醇、多异氰酸酯，表示每分子含有两个或更多个在其名称中出现的功能团的物质形式。
在本文件中，术语“聚合物”一方面包括通过聚合反应(聚合作用、加聚作用、缩聚作用)制得的化学上相似但在聚合度、摩尔质量和链长方面不同的大分子的聚集体。此术语另一方面还包括由聚合反应得到的大分子的这种聚集体的衍生物，即通过将前述大分子的官能团进行转化(例如加成或置换)所得的且可能在化学上相似或不相似的化合物。此术语还包括所谓的预聚物，即活性的低聚预加合物，其官能团参与形成大分子。
术语“聚氨酯聚合物”包括所有根据所谓的二异氰酸酯多加成法(Diisocyanat-Polyadditions-Verfahren)制得的聚合物。其也包括几乎不具有或完全不具有尿烷基的聚合物。聚氨酯聚合物的实例为聚醚-聚氨酯、聚酯-聚氨酯、聚醚-聚脲、聚脲、聚酯-聚脲、聚异氰脲酸酯和聚碳二亚胺。
在本文件中，术语“硅烷”或“有机硅烷”化合物，一方面具有至少一个(通常为两个或三个)通过Si-O键直接连接在硅原子上的烷氧基或酰氧基，另一方面具有至少一个通过Si-C键直接连接在硅原子上的有机基团。这种硅烷对于专业人员而言也称为有机烷氧基硅烷或有机酰氧基硅烷。
因此，术语“硅烷基”表示与通过Si-C键连接的硅烷的有机基团连接的含硅基团。硅烷或其硅烷基具有在与湿气接触时水解的特性。由此形成有机硅烷醇，即包含一个或多个硅烷醇基(Si-OH基)的有机硅化合物，且通过随后的缩合反应形成有机硅氧烷，即包含一个或多个硅氧烷基(Si-O-Si基)的有机硅化合物。
术语“硅烷官能化”表示具有硅烷基的化合物。“硅烷官能化的聚合物”表示具有至少一个硅烷基的相应的聚合物。
“氨基硅烷”或“巯基硅烷”表示的有机硅烷的有机基团具有氨基或巯基。“伯氨基硅烷”表示具有与一个有机基团连接的伯氨基(即NH2基)的氨基硅烷。“仲氨基硅烷”表示具有与两个有机基团连接的仲氨基(即NH基)的氨基硅烷。
在本文件中，“分子量”应始终理解为平均分子量Mn(数均)。
根据本发明的组合物含有至少一种硅烷官能化的聚合物P，该聚合物P具有式(II)的特别的末端基团。
在此处，基团R1表示具有1至8个C原子的直链或支链的一价烃基，特别是甲基或乙基。
基团R2表示酰基，或表示具有1至5个C原子的直链或支链的一价烃基，特别是甲基或乙基或异丙基。
基团R3表示具有1至12个C原子的直链或支链的二价烃基，其可具有环部分和/或芳香部分，以及可具有一个或多个杂原子，特别是一个或多个氮原子。
参数a表示0或1或2，特别是0。
在式(II)的硅烷基内，R1和R2各自独立地表示所述基团。因此，例如可能的是式(II)的化合物具有的末端基团是乙氧基-二甲氧基硅烷末端基团(R2＝甲基，R2＝甲基，R2＝乙基)。
在第一实施方式中，硅烷官能化的聚合物P是硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1，其通过将具有至少一个对异氰酸酯基具有反应性的基团的硅烷与带有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物反应来得到。优选按照对异氰酸酯基具有反应性的基团与异氰酸酯为1∶1或对异氰酸酯基具有反应性的基团轻微过量的化学计量比例执行此反应，使得生成的硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1完全没有异氰酸酯基。
在具有至少一个对异氰酸酯基具有反应性的基团的硅烷与带有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物的反应中，虽然不是优选的，但原则上能够以低于化学计量地使用硅烷，由此得到的硅烷官能化的聚氨酯聚合物同时具有硅烷基和异氰酸酯基。
具有至少一个对异氰酸酯基具有反应性的基团的硅烷例如为巯基硅烷或氨基硅烷，特别是氨基硅烷。
氨基硅烷优选为式(III)的氨基硅烷AS，
其中，R1、R2、R3和a与前述相同，R7表示氢原子或具有1至20个C原子的直链或支链的一价烃基，其可具有环部分，或者表示式(IV)的基团，
在此处，基团R8和R9各自独立地表示氢原子或表示由-R11、-COOR11和-CN组成的组中的基团。
基团R10表示氢原子或表示由-CH2-COOR11、-COOR11、-CONHR11、-CON(R11)2、-CN、-NO2、-PO(OR11)2、-SO2R11和-SO2OR11组成的组中的基团。
基团R11表示具有1至20个C原子且可具有至少一个杂原子的烃基。
合适的氨基硅烷AS的示例为：伯氨基硅烷，例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷；仲氨基硅烷，例如N-丁基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷；通过伯氨基硅烷(例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷)与Michael受体(例如丙烯腈、丙烯酸酯和甲基-丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺、马来酸二酯和富马酸二酯，柠康酸二酯和衣康酸二酯)的Michael加成得到的产物，例如N-(3-三甲氧基甲硅烷基-丙基)-氨基琥珀酸二甲酯和N-(3-三甲氧基甲硅烷基-丙基)-氨基琥珀酸二乙酯；以及以乙氧基或异丙氧基代替硅上的甲氧基的氨基硅烷类似物。作为氨基硅烷AS，特别合适的是伯氨基硅烷，特别是式(III)中的R7不是H的氨基硅烷AS。优选的是Michael加成产物，特别是N-(3-三甲氧基甲硅烷基-丙基)-氨基琥珀酸二乙酯。
在本文件中，术语“Michael受体”表示的化合物由于其内包含的通过电子受体基团活化的双键能够而与伯氨基(NH2基)以与Michael加成类似的方式进行亲核加成反应(杂原子Michael加成)。
作为用于制备硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1的合适的具有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物例如是，由至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯(特别是二异氰酸酯)的反应得到的聚合物。此反应可以如下进行：多元醇和多异氰酸酯以通常的方法，例如在50℃至100℃的温度下，可在使用合适的催化剂的情况下进行反应，其中多异氰酸酯的量使得它的异氰酸酯基相对于多元醇的羟基在化学计量上过量。
特别地，选择多异氰酸酯的过量，使得在多元醇的所有羟基反应后在生成的聚氨酯聚合物中保持游离的异氰酸酯基的含量相对于聚合物总量为0.1至5重量％，优选0.1至2.5重量％，特别优选0.2至1重量％。
必要时，可以在使用增塑剂的情况下制备聚氨酯聚合物，其中使用的增塑剂不包含对异氰酸酯具有反应性的基团。
优选的是，通过二异氰酸酯与大分子的二醇以1.5∶1至2.2∶1的NCO∶OH比例反应而得到的具有如上所述的含量的游离异氰酸酯基的聚氨酯聚合物。
用于制备聚氨酯聚合物的合适的多元醇特别是聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇以及这些多元醇的混合物。
作为聚醚多元醇，也称为聚氧化烯多元醇或低聚醚醇(Oligoetherole)，尤其合适的是由环氧乙烷、1，2-环氧丙烷、1，2-或2，3-环氧丁烷、1，3-环氧丙烷、四氢呋喃或它们的混合物可借助于具有两个或更多个活泼氢原子的引发剂分子进行聚合的聚合产物，所述引发剂分子例如水、胺或者具有多个OH基团或NH基团的化合物，例如1，2-乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇和三丙二醇、异构的丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、1，3-及1，4-环己烷二甲醇、双酚A、氢化双酚A、1，1，1-三羟甲基乙烷、1，1，1-三羟甲基丙烷、丙三醇、苯胺及前述化合物的混合物。可以使用例如借助于所谓的双金属氰化物配合催化剂(DMC催化剂)制得的不饱和度(根据ASTM D-2849-69测得且以每克多元醇的毫当量不饱和(mEq/g)表示)较低的聚氧化烯多元醇，以及例如借助于阴离子催化剂(例如NaOH、KOH、CsOH或碱金属醇化物)制得的不饱和度较高的聚氧化烯多元醇。
特别适合的是聚氧乙烯多元醇和聚氧丙烯多元醇，特别是聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯三醇和聚氧丙烯三醇。
特别合适的是不饱和度低于0.02mEq/g且分子量为1000至30000g/mol的聚氧化烯二醇或聚氧化烯三醇，以及分子量为400至20000g/mol的聚氧乙烯二醇、聚氧乙烯三醇、聚氧丙烯二醇和聚氧丙烯三醇。
同样特别适合的是所谓的环氧乙烷封端的(“EO-封端的”，ethyleneoxide-endcapped)聚氧丙烯多元醇。后者为特别的聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇，例如通过纯的聚氧丙烯多元醇(特别是聚氧丙烯二醇和聚氧丙烯三醇)在聚丙氧基化反应结束后与环氧乙烷进一步烷氧基化来制得，并由此具有伯羟基。在这种情况下优选的是聚氧丙烯聚氧乙烯二醇和聚氧丙烯聚氧乙烯三醇。
此外，合适的是羟基封端的聚丁二烯多元醇，例如通过1，3-丁二烯与烯丙醇的聚合或通过聚丁二烯的氧化而制得的那些，及其氢化产物。此外，合适的是苯乙烯-丙烯腈接枝的聚醚多元醇，例如从公司Elastogran GmbH，Deutschland以商品名Lupranol
商业购得。
作为聚酯多元醇，特别合适的是具有至少两个羟基并根据已知的方法(特别是羟基羧酸的缩聚或者脂肪族和/或芳香族的多羧酸与二元醇或多元醇的缩聚)制得的聚酯。
特别合适的是，由二元醇至三元醇(例如1，2-乙二醇、二乙二醇、1，2-丙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、丙三醇、1，1，1-三羟甲基丙烷、或前述醇的混合物)与有机的二羧酸或者其酸酐或酯(例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、三甲基己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基二羧酸、马来酸、富马酸、二聚脂肪酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、二甲基对苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸和偏苯三酸酐、或前述酸的混合物)制得的聚酯多元醇；以及由诸如ε-己内酯的内酯形成的聚酯多元醇。
特别合适的是聚酯二元醇，特别是由二羧酸(己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基二羧酸、二聚脂肪酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸)或由诸如ε-己内酯的内酯以及由二元醇(乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、二聚脂肪酸二醇
和1，4-环己烷二甲醇)制得的那些。
作为聚碳酸酯多元醇，特别合适的是，可通过例如上述那些用于构建聚酯多元醇的醇与碳酸二烷基酯(例如碳酸二甲酯)、碳酸二芳基酯(例如碳酸二苯酯)或光气的转化获得的那些。特别合适的是聚碳酸酯二元醇，特别是无定形的聚碳酸酯二元醇。
其它合适的多元醇是聚甲基丙烯酸酯多元醇。
还合适的是，多羟基官能化的脂肪或油，例如天然的脂肪和油，特别是蓖麻油；或者通过天然的脂肪和油的化学改性而得到的-所谓油脂化学的-多元醇，例如通过不饱和油的环氧化及随后的用由羧酸或醇获得的环氧聚酯或环氧聚醚开环，或者通过不饱和油的加氢醛化和氢化而得到的多元醇。还合适的是，由天然的脂肪和油通过分解工艺(例如醇解或臭氧分解)及随后将所得到的分解产物或其衍生物进行化学结合(例如通过酯交换或二聚作用)而得到的多元醇。合适的天然的脂肪和油的分解产物特别是脂肪酸和脂肪醇及脂肪酸酯，特别是甲基酯(FAME)，其可以通过例如加氢醛化和氢化而衍生为羟基脂肪酸。
此外，同样合适的是，聚烃多元醇(Polykohlenwasserstoffpolyole)，也称为低聚烃醇(Oligohydrocarbonole)，例如多羟基官能化的乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物或乙烯-丙烯-二烯烃共聚物，其例如由公司KratonPolymers，USA生产；或者来自二烯烃(例如1，3-丁二烯)或二烯烃混合物与乙烯基单体(苯乙烯、丙烯腈或异丁烯)的多羟基官能化的共聚物；或者多羟基官能化的聚丁二烯多元醇，例如通过由1，3-丁二烯与烯丙醇生成的并且也可以氢化的那些。
还合适的是，多羟基官能化的丙烯腈/丁二烯-共聚物，其例如可以由环氧化物或氨基醇与羧基封端的丙烯腈/丁二烯-共聚物(例如以Hypro
(早期为Hycar
)、CTBN的名称从公司Emerald Performance Materials，LLC，USA商业购得)制得。
合适的多元醇的平均分子量优选为250至30000g/mol，特别是1000至30000g/mol，并且OH官能团的平均数目优选在1.6至3范围内。
特别合适的多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇，特别是聚氧乙烯多元醇、聚氧丙烯多元醇和聚氧丙烯-聚氧乙烯多元醇，优选为是聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯三醇、聚氧丙烯三醇、聚氧丙烯-聚氧乙烯二醇和聚氧丙烯-聚氧乙烯三醇。
除了上述多元醇之外，在制备末端具有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物时可以使用少量的低分子量的二元醇或更多元醇，例如1，2-乙二醇，1，2-和1，3-丙二醇，新戊二醇，二乙二醇，三乙二醇，异构的二丙二醇和三丙二醇，异构的丁二醇，戊二醇，己二醇，庚二醇，辛二醇，壬二醇，癸二醇，十一烷基二醇，1，3-和1，4-环己烷二甲醇，氢化双酚A，二聚脂肪醇，1，1，1-三羟甲基乙烷，1，1，1-三羟甲基丙烷，丙三醇，季戊四醇，糖醇(例如木糖醇、山梨醇或甘露醇)，糖(例如蔗糖)，其它更多元醇，上述二元和更多元醇的低分子量的烷氧基化产物，以及上述醇的混合物。
作为用于制备聚氨酯聚合物的多异氰酸酯可以使用惯用的脂肪族、脂环族或芳香族的多异氰酸酯，特别是二异氰酸酯。
例如，异氰酸酯基分别连接在脂肪族、脂环族或芳基脂肪族C原子上的二异氰酸酯，也称为“脂肪族二异氰酸酯”，例如1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2-甲基五亚甲基-1，5-二异氰酸酯、2，2，4-和2，4，4-三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、1，12-十二亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸-和赖氨酸酯-二异氰酸酯、环己烷-1，3-二异氰酸酯、环己烷-1，4-二异氰酸、1-异氰酸酯基-3，3，5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷(＝异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)、全氢化-2，4’-二苯甲烷二异氰酸酯和全氢化-4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、1，4-二异氰酸酯基-2，2，6-三甲基环己烷(TMCDI)、1，3-和1，4-双-(异氰酸酯基甲基)环己烷、间-和对-苯二甲基二异氰酸酯(间-和对-XDI)、间-和对-四甲基-1，3-苯二甲基二异氰酸酯、间-和对-四甲基-1，4-苯二甲基二异氰酸酯、双-(1-异氰酸酯基-1-甲基乙基)萘；以及具有分别连接在芳香族C原子上的异氰酸酯基的二异氰酸酯，也称为“芳香族二异氰酸酯”，例如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4’-、2，4’-和2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，3-和1，4-亚苯基二异氰酸酯、2，3，5，6-四甲基-1，4-二异氰酸酯基苯、萘-1，5-二异氰酸酯(NDI)、3，3’-二甲基-4，4’-二异氰酸酯基联苯(TODI)；上面提到的异氰酸酯的低聚物和聚合物，以及上面提到的异氰酸酯的任意混合物。
合适的硅烷官能化的聚合物P1例如以商品名Polymer ST(例如Polymer ST50)从公司Hanse Chemie AG，Deutschland商业获得，以及以商品名Desmoseal
从公司Bayer MaterialScience AG，Deutschland商业获得。
在第二实施方式中，硅烷官能化的聚合物P为硅烷官能化的聚氨酯聚合物P2，其通过异氰酸酯基硅烷IS与具有对异氰酸酯基具有反应性的功能性末端基团(特别是羟基、巯基和/或氨基)的聚合物的反应得到。以异氰酸酯与对异氰酸酯基具有反应性的功能性末端基团为1∶1或对异氰酸酯基具有反应性的末端基团轻微过量的化学计量比例，例如在20℃至100℃的温度下，必要时在使用催化剂的情况下执行此反应。
合适的异氰酸酯基硅烷IS为式(V)的化合物。
其中R1、R2、R3和a与前述相同。
式(V)的异氰酸酯基硅烷IS的实例为异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基甲基二甲氧基甲基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基二甲氧基甲基硅烷，以及以乙氧基或异丙氧基代替硅上的甲氧基的它们的类似物。
聚合物优选具有羟基作为对异氰酸酯基具有反应性的功能性末端基团。
作为具有羟基的聚合物，合适的是，一方面是所谓的高分子聚氧化烯二醇，优选为不饱和度低于0.02mEq/g且分子量为4000至30000g/mol的聚氧丙烯二醇，特别是分子量为8000至30000g/mol的聚氧丙烯二醇。
另一方面，合适的是用于与式(V)的异氰酸酯基硅烷IS反应的、具有羟基(特别是羟基封端的)聚氨酯聚合物。这种聚氨酯聚合物可通过至少一种多异氰酸酯与至少一种多元醇的反应获得。该反应可以通过使多元醇与多异氰酸酯根据传统方法，例如在50℃至100℃的温度下，必要时在使用合适的催化剂的情况下，使反应进行，其中多元醇的量使得其羟基与异氰酸酯的异氰酸酯基的比例为化学计量过量。羟基与异氰酸酯基的比例优选为1.3∶1至4∶1，特别是1.8∶1至3∶1。
必要时，可以在使用增塑剂的情况下制备聚氨酯聚合物，其中使用的增塑剂不包含对异氰酸酯具有反应性的基团。
对于此反应合适的是，已经描述的适于制备具有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物的多元醇和多异氰酸酯，其用于制备硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1。
合适的硅烷官能化的聚合物P2例如以商品名SPUR+
1010LM、1015LM和1050MM从公司Momentive Performance Materials Inc.，USA以及以商品名Geniosil
STP-E15、STP-10和STP-E35从公司WackerChemie AG，Deutschland商业购得。
在第三实施方式中，硅烷官能化的聚合物P是硅烷官能化的聚合物P3，其可以通过末端具有双键的聚合物(例如聚甲基丙烯酸酯聚合物或聚醚聚合物，特别是烯丙基封端的聚氧化烯聚合物)的硅氢化反应制得，例如在US 3,971,751和US 6,207,766中所描述的，它们的公开内容在此包括在本发明中。
合适的硅烷官能化的聚合物P3例如为以商品名MS-Polymer
S203(H)、S303(H)、S227、S810、MA903和S943，Silyl
SAX220、SAX350、SAX400和SAX725、Silyl
SAT350和SAT400、以及XMAPSA100S和SA310S从公司Kaneka Corp.，Japan商业购得，以及以商品名ExcestarS2410、S2420、S3430、S3630、W2450和MSX931从公司Asahi Glass Co，Ltd.，Japan商业购得。
硅烷官能化的聚合物P优选是硅烷官能化的聚合物P1或P2。它们相对于硅烷官能化的聚合物P3的优点是，它们的制备更简单并因此成本更低。
通常而言，硅烷官能化的聚合物P相对于组合物的总量为10至80重量％，特别是15至70重量％，优选为20至40重量％。
此外，根据本发明的组合物包括20至60重量％，特别是30至55重量％，优选40至50重量％的氢氧化铝或氢氧化镁或它们的混合物。在大部分情况下，根据本发明的组合物包括氢氧化铝。
氢氧化铝和/或氢氧化镁特别为粉末状，其中粉末的粒度优选为0.1至100μm。
除了氢氧化铝和/或氢氧化镁之外，根据本发明的组合物还可以包含其它填充剂，该填充剂影响未硬化组合物的流变特性以及硬化后组合物的机械特性和表面性质。合适的其它填充剂是无机的或有机的填充剂，例如：天然碳酸钙、重质碳酸钙或沉淀碳酸钙，其必要时由脂肪酸(特别是硬脂酸)涂覆；硫酸钙(BaSO4，也称为重土或重晶石)、煅烧高岭土、硅酸(特别是通过热解过程高度分散的硅酸)、PVC粉末或空心球。根据本发明的组合物优选包含碳酸钙作为填充剂。
额外的填充物的合适的量例如为相对于组合物总量的1至15重量％，特别是2至10重量％，优选3至8重量％。
所述组合物还含有式(I)的磷化合物，
其中，
基团R12表示式-OR15的基团，
基团R15表示具有1至18个C原子的直链或支链的一价烃基，其可具有一个或多个杂原子，以及可具有一个或多个C-C多重键和/或可具有脂环的和/或芳香的部分，
基团R13表示氢原子或表示基团R14，
基团R14表示式-OR16的基团，
基团R16表示氢原子或表示具有1至18个C原子的直链或支链的一价烃基，其可具有一个或多个杂原子，以及可具有一个或多个C-C多重键和/或可具有脂环的和/或芳香的部分，以及
参数m表示0、1或2；或者
其中，
基团R12、R13和R14均表示式-O-NH4 +的基团，以及参数m表示0至1000，特别是100至1000。
在根据本发明的组合物中，式(I)的磷化合物具有增塑和阻燃的特性。作为阻燃的化合物，式(I)的磷化合物的优点在于，在火灾时通过碳化在表面形成保护层。
其中基团R12、R13和R14均表示式-O-NH4 +的基团的式(I)的磷化合物的优点还在于，其在火灾时分解出氨，其以气态排斥氧气。
合适的式(I)的磷化合物例如选自由磷酸三乙酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯基甲苯基酯、磷酸异癸基二苯基酯、三(1，3-二氯-2-丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、三(氯异丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、异丙基化的磷酸三苯酯、异丙基化度不同的单-、双-和三(异丙基苯基)磷酸酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、双酚-A-双(二苯基磷酸酯)和多磷酸铵组成的组。
在式(I)的磷化合物中，基团R12、R13和R14优选分别表示具有1至18个(特别是4至16个，优选6至12个)C原子的直链或支链的一价烃基，并且m表示0。这种式(I)的磷化合物是优选的，因为相对于其它常规阻燃剂其不具有卤化的有机基团，因此从生态和毒理的角度是有利的。合适的式(I)的磷化合物例如为，以商品名Disflamoll
DPK、Disflamoll
TOF、LevagardTEP、Disflamoll
TKP、Disflamoll
TP从公司Lanxess AG，Deutschland商业获得，以商品名Santicizer
148从公司Ferro Corporation，USA商业获得，或者以商品名Antiblaze
PI从公司Albemarle Corporation，USA商业获得。
式(I)的磷化合物的量优选为组合物总量的5至50重量％，特别是5至30重量％，优选为7至15重量％。
根据本发明的组合物还可以包含至少一种有机硅烷，它的有机基团具有至少一种官能化的基团。作为官能化的基团优选合适的是，至少一种环氧基、甲基丙烯酸酯基、氨基、巯基、酐基、尿素基或乙烯基。还合适的是具有伯氨基硅烷的前述硅烷的加合物。
这种有机硅烷特别是：氨基硅烷，如其在前文作为式(III)的氨基硅烷AS所说明的；巯基硅烷，如3-巯基丙基三乙氧基硅烷；环氧硅烷，如3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷，等。
在大部分情况下优选的有机硅烷的有机基团具有至少一种官能化的基团，氨基官能化的有机硅烷也称为氨基硅烷。在大部分情况下氨基硅烷优选为在前文作为式(III)的氨基硅烷AS所说明的。
有机基团具有至少一种官能化的基团的有机硅烷的量优选为组合物总量的0.5至15重量％，特别是1至10重量％，优选为2至5重量％。
这种有机硅烷，如在此所述的，可以在根据本发明的组合物中用于不同的目的。例如，有机硅烷可以用作活性稀释剂，其在组合物特别是通过与硅烷基团的反应而硬化时连入聚合物基体中。此外，其还可以用作交联时的链中止剂或用作干燥剂。
此外，使用这种化合物使得根据本发明的组合物在多种基材上的粘附得到改进，因此有机硅烷同样具有作为增附剂的功能。
此外，根据本发明的组合物优选包括至少一种用于使硅烷官能化的聚合物P交联的催化剂。合适的催化剂例如为：具有以下形式的金属催化剂：有机锡化合物，例如二月桂酸二丁基锡和二丁基二乙酰丙酮锡；有机铋化合物或铋络合物；钛催化剂，以及含氨基的化合物，例如1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷和2，2’-二吗啉基二乙基醚，以及上述催化剂的混合物。
催化剂的量优选为组合物总量的0.001至5重量％，特别是0.01至3重量％，优选为0.01至＜0.5重量％，最优选为0.01至0.1重量％。
使用的催化剂的量在此处特别地与使用的硅烷官能化的聚合物P有关。硅烷官能化的聚合物P为硅烷官能化的聚合物P1或P2，由此使用的催化剂的量小于当硅烷官能化的聚合物P为硅烷官能化的聚合物P3时。较小的催化剂量尤其具有毒理方面的优点。
此外，根据本发明的组合物可以含有额外的其它组分。这种组分例如为额外的增塑剂，如有机羧酸的酯或其酐，如邻苯二甲酸酯(例如邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯)、己二酸酯(例如己二酸二辛酯)、壬二酸酯和癸二酸酯、多元醇(例如聚氧化烯多元醇或聚酯多元醇)、有机磷酸酯和磺酸酯或聚丁烯；溶剂；纤维，例如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维或塑料纤维(例如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维)；染料；颜料；流变改性剂，如增稠剂或触变剂(例如在WO 02/48228A2的9至11页作为触变剂(“Thixotropy endowning agent”)所描述的尿素化合物、聚酰胺蜡、斑脱土或气相二氧化硅)；交联剂，例如硅烷功能化的低聚物和聚合物；其它的干燥剂，例如α-官能化硅烷(例如N-(甲硅烷基甲基)-O-甲基氨基甲酸酯，特别是N-(甲基二甲氧基甲硅烷基甲基)-O-甲基氨基甲酸酯，(甲基丙烯酰氧基甲基)硅烷、甲氧基甲基硅烷、N-苯基-硅烷、N-环己基-硅烷和N-烷基硅烷)、原甲酸酯、氧化钙或分子筛；稳定剂，例如针对热、光照和UV照射的稳定剂；表面活性物质，如润湿剂、流平剂、消泡剂或去沫剂；杀虫剂，如杀藻剂、杀菌剂或真菌生长抑制物质；以及其它通常用作湿固化组合物中的物质。
有利的是，选择所有前述在组合物中可能存在的组分，使得组合物的存储稳定性不会因这种组分的存在而受到不利的影响，也就是说，组合物的特性，特别是涂覆特性和硬化特性在存储中不会或仅极少地变化。这需要在存储期间不会大规模发生导致所述组合物化学硬化的反应，特别是硅烷基团的反应。因此，特别有利的是，所述组分不含有水或至多含有痕量的水或者在存储时不释放水或至多释放痕量的水。因此，合适的是，在混入组合物之前对某些组分进行化学的或物理的干燥。
根据本发明的组合物在其初始状态下，即在执行交联过程之前，具有根据DIN 53018在20℃的温度下测得的500至20000mPa·s的粘度。在剪切速率(Scherrate)为10s-1和100s-1时测量粘度。根据本发明的组合物特别地具有2000至15000mPa·s，优选4000至10000mPa·s的粘度。根据本发明的组合物特别是在剪切速率为10s-1时具有上述粘度。
前述组合物优选在没有湿气的情况下制备和保存。通常而言，这种组合物是存储稳定的，即其可以在没有湿气的情况下在合适的包装或装置(例如桶、袋或筒)中保存几个月至1年及更长的时间，而不会以对于其使用很重要的程度改变其应用特性或硬化后的特性。
在将前述组合物涂覆在基材上时，聚合物的硅烷基团与湿气接触。硅烷基团具有在与湿气接触时水解的特性。因此形成有机硅烷醇，并通过随后的缩合反应形成有机硅氧烷。该反应的结果是，其可以通过使用催化剂来加速，使得组合物最终硬化。此过程也称为交联。
硬化所需的水可以从空气中得到(空气湿气)，或者前述组合物可以与含水的成分接触，例如通过涂抹例如磨平剂，或通过喷洒，或者可以在涂覆时向组合物加入含水的成分，例如为含水的糊状物形式，该糊状物例如手动或通过静态混合器进行混合。在通过湿气硬化时，组合物从外向内硬化。在此，硬化的速度由不同的因素(例如水的扩散速度、温度和环境湿度)确定，通常随着硬化的进行而变慢。
此外，本发明还包括前述组合物作为液体可涂覆的薄膜，特别是用于密封建筑物的应用。
用根据本发明的组合物密封建筑物通常是为了防止气象的影响，例如雨、雪、雹或风；防止环境影响，例如冷、热、日光或洪灾的水；防止来自土地的影响，例如湿气、植物生长或挤入；但也防止由人或动物导致的影响，例如火。当然，这种密封不仅防止不期望或不利的影响进入建筑中，还防止这些影响向外部发出。这例如是工业的工厂车间的情况，其中物质被控制不许进入环境。
建筑在此处表示广泛意义上的地上和地下的建筑，例如楼宇、屋顶、阳台、平台、壁、地板、天花板、墙、地基、湿室、外部场地、桥梁、通道、街道、跑道、隧道、坑道等。
此外，本发明还涉及一种制备用于密封基材的薄膜的方法，包括以下步骤：
i)提供如前所述的组合物，
ii)将液体状态的组合物涂覆在待密封的基材上；
iii)通过湿气使涂覆的组合物硬化以形成薄膜。
在涂覆根据本发明的组合物时，特别借助辊、刷、铲、滚筒、刮刀、橡胶滑动片或借助喷射装置，尤其是借助无气喷射装置将其涂覆在基材上。
在此处，合适的基材特别是选自由混凝土、砂浆、砖、瓦、石膏、例如花岗岩或大理石的天然石材、玻璃、玻璃陶瓷、金属或金属合金、木材、塑料和油漆组成的组。此外，合适的基材例如是通常用在屋顶上的隔离材料，特别是玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯、沥青材料(
Materialien)、PVC膜或SPO膜(SPO：柔性聚烯烃)。
在此处，组合物可以单层或多层地涂覆。特别是多层地涂覆组合物。如果多层地涂覆组合物，则可以在涂覆第一层之后直接进行第二层的涂覆或在第一层部分或完全硬化后进行第二层的涂覆。这对于任意其它层也适用。
此外，在制备薄膜的方法中，在多层涂覆的情况下，在组合物层之上和/或之下和/或在组合物层之间额外地使用平面材料。
在此，该平面材料自身可以为例如由塑料(如PVC等)构成的薄膜。此外，平面材料可以是例如由高强度纤维(如玻璃纤维、碳纤维、金属纤维和陶瓷纤维)构成的纤维材料，或由聚合物纤维(例如纺织纤维)构成的纤维材料。作为纤维材料优选使用无纺布。
此外，本发明还涉及一种薄膜，其由前述方法通过根据本发明的组合物与特别是湿气形式的水的反应得到。
实施例
以下对详细解释本发明的实施例进行说明。显然，本发明不限于这些说明的实施例。
测试方法
根据DIN 53018，在20℃的温度下和10s-1和100s-1的剪切速率下测定粘度。粘度＜500mPa·s或＞20’000mPa·s的组合物不适用于制备液体薄膜。
根据DIN EN 53504(拉伸速度：100mm/min)，对在7天内在23℃(室温，“RT”)及50％相对湿度下硬化的层厚度为1mm的薄膜测定抗拉强度和断裂伸长率。
根据DIN 53505测定邵氏A硬度。
通过将尺寸为15×40×1mm的样品分别暴露在本生灯焰的外焰(Blechdeckel)中10秒来确定燃烧性能。火焰灼烧后自身不燃烧的样本继续暴露在本生灯焰中10秒。执行试验，直至样本无需本生灯焰继续燃烧，但最多五次。在火焰灼烧之间，将样品从火焰中取出，每次10秒并保持在空气中。为了进行评估，确定直至起火的火焰灼烧循环的次数。此外，定性地确定耐火特性。测试结果的评价如下：
不好(“-”)： -样品在两次循环之后继续燃烧；或
-样品不会自行熄灭，即烧光。
好(“+”)： -样品最早在三次循环后燃烧；以及
-样品自行熄灭。
很好(“++”)： -样品不燃烧或在五次循环后才燃烧；以及
-样品自行熄灭。
被评价为不好的组合物对于制备液体薄膜不是优选的。
通过在制得的样品中手动将嵌入涂层中的无纺布从基材取下来测量粘附性。粘附性被评价为不好的涂层可不费力地从基材移除且在整个表面只有附着破坏。对于粘附性评价为好的涂层，需要一定的力量将无纺布从基材移除。在此处在无纺布之下产生涂层的粘着破坏。
硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1的制备
在氮气气氛下，在不断搅拌下将1000g多元醇Acclaim
12200(BayerMaterialScience AG，Deutschland；低一元醇聚氧丙烯二醇(low monolPolyoxypropylendiol)；OH-数为11.0mg KOH/g；水含量约为0.02重量％)，45.88g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI；Vestanat
IPDI，Evonik DegussaGmbH，Deutschland)，122g 2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯(EastmanTXIB，Eastman Chemical Company，USA)和0.14g二月桂酸二丁基锡(Metatin
K 712，Acima AG，Schweiz)加热到90℃并且保持此温度。在一小时反应时间后通过滴定得到游离的异氰酸酯基含量为0.7重量％。随后，在反应混合物中加入62.27g N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二乙酯并在90℃下继续搅拌2至3小时，直至借助IR光谱(2275-2230cm-1)无法再检测到游离的异氰酸酯。将产物冷却到室温(23℃)并在没有湿气的条件下保存(理论上的聚合物含量＝90.0％)。
如下制备N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二乙酯：提供51.0g 3-氨基丙基三甲氧基硅烷(Silquest
A-1110，Momentive PerformanceMaterials Inc.，USA)。在室温搅拌下缓慢加入49.0g马来酸二乙酯(FlukaChemie GmbH，Schweiz)并在室温下搅拌混合物2小时。
制备涂层组分1至3和Ref1至Ref4
根据在表1中给出的重量分量，在搅拌下在1L金属容器中加入硅烷官能化的聚氨酯聚合物P1、三(2-乙基己基)磷酸酯(Disflamoll
TOF)、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇二异丁酸酯和三甲氧基乙烯基硅烷(Silquest
A-171，Momentive Performance Materials Inc.，USA)。随后，加入氢氧化铝(ATH；Apyral
16，Nabaltec AG，Deutschland)，直至温度升高到50℃。随后，加入3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷(SilquestA-1120，Momentive Performance Materials Inc.，USA)和二月桂酸二丁基锡(DBTL，Metatin
K 712，Acima AG，Schweiz)。随后在真空下将混合物搅拌5分钟。得到的产物在无湿气的情况下保存。
样品的制备
以23×30cm的大小的形式分别给出100g的涂层组分并在23℃和50％相对湿度下硬化7天。
表1组合物1至3和对比例Ref1至Ref4以及结果；
n.b.：无法确定。
制备涂层组分4和Ref5至Ref8
根据表2给出的重量分量以与前述涂层组分相似的方式制备涂层组分4以及Ref5至Ref8。
样品的制备
在事先用乙醇脱脂的根据表2不同的基材上分别以1kg/m2的量涂布涂层组分并使其均匀分布。随后将无纺布(Sikalastic
120 Gewebe(100％聚酯交叉；120g/cm2)由Sika Deutschland GmbH得到)埋入涂层中并再次分别以1kg/m2的量覆盖涂层组分。基材在23℃和50％相对湿度下硬化7天。
表2组分4和对比例Ref5至Ref8以及结果；
a)NCO-封端的聚氨酯，得自Bayer MaterialScience AG，Deutschland；
b)从Sika Schweiz AG商业购得；
n.b.：无法确定；Ref6在加入SilquestA-1120时凝胶。
Claims (14)
1.一种组合物，包括：
a)至少一种硅烷官能化的聚合物P；以及
b)20至60重量％的氢氧化铝或氢氧化镁或它们的混合物；
其特征在于，所述组合物具有根据DIN 53018在20℃的温度下测得的500至20000mPa·s的粘度。
2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物还含有式(I)的磷化合物，
其中，
基团R12表示式-OR15的基团，
基团R15表示具有1至18个C原子的直链或支链的一价烃基，其可具有一个或多个杂原子，以及可具有一个或多个C-C多重键和/或可具有脂环的和/或芳香的部分，
基团R13表示氢原子或表示基团R14，
基团R14表示式-OR16的基团，
基团R16表示氢原子或表示具有1至18个C原子的直链或支链的一价烃基，其可具有一个或多个杂原子，以及可具有一个或多个C-C多重键和/或可具有脂环的和/或芳香的部分，以及
参数m表示0、1或2；或者
其中，
基团R12、R13和R14均表示式-O-NH4 +的基团，以及
参数m表示0至1000，特别是100至1000。
3.按照权利要求2所述的组合物，其特征在于，基团R12、R13和R14分别表示具有1至18个，特别是4至16个，优选6至12个C原子的直链或支链的一价烃基，并且m表示0。
4.按照权利要求2或3所述的组合物，其特征在于，式(I)的磷化合物的量为组合物总量的5至50重量％，特别是5至30重量％，优选为7至15重量％。
5.按照前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含至少一种有机硅烷，所述有机硅烷的有机部分具有至少一种官能化的基团，所述有机硅烷特别是氨基官能化的有机硅烷。
6.按照前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物具有根据DIN 53018在20℃的温度下测得的2000至15000mPa·s、优选400至10000mPa·s的粘度。
7.按照前述权利要求中任一项所述的组合物，其特征在于，所述硅烷官能化的聚合物P具有式(II)的末端基团，
其中，
基团R1表示具有1至8个C原子的直链或支链的一价烃基，特别是甲基或乙基；
基团R2表示酰基，或表示具有1至5个C原子的直链或支链的一价烃基，特别是甲基或乙基或异丙基；
基团R3表示具有1至12个C原子的直链或支链的二价烃基，其可具有环部分和/或芳香部分，以及可具有一个或多个杂原子，特别是一个或多个氮原子；以及
a表示0或1或2，特别是0。
8.权利要求1至7中任一项所述的组合物作为液体可涂覆的薄膜的应用。
9.按照权利要求8所述的应用，用于密封建筑物。
10.一种制备用于密封基材的薄膜的方法，包括以下步骤：
i)提供权利要求1至7中任一项所述的组合物，
ii)将液体状态的所述组合物涂覆在待密封的基材上；
iii)通过湿气使涂覆的组合物硬化以形成薄膜。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，借助辊、刷、铲、滚筒、刮刀、橡胶滑动片或借助喷射装置，尤其是借助无气喷射装置将所述组合物涂覆在基材上。
12.按照权利要求10或11所述的方法，其特征在于，多层地涂覆所述组合物。
13.按照权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，在多层涂覆的情况下，在组合物层之上和/或之下和/或在组合物层之间额外地使用平面材料，特别是纤维材料，优选无纺布。
14.由权利要求10至13中任一项所述的方法得到的薄膜。
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