Политиоэфирные полимеры и отверждаемые композиции на их основе

Политиоэфирные полимеры и отверждаемые композиции на их основе

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение направлено на создание политиоэфирных полимеров и отверждаемых композиций, например, покрытий, адгезивов и композиций герметиков, включающих указанные полимеры. Настоящее изобретение также направлено на создание способов для покрытия и герметизации подложек указанными композициями.

Уровень техники

Известно, что серусодержащие соединения с тиольными концевыми группами находят различные применения, например, аэрокосмические герметизирующие композиции, что вызвано в большей степени из-за их устойчивости к топливу за счет сшивки. Другие желательные для аэрокосмических герметизирующих композиций свойства включают среди прочих низкотемпературную эластичность, длительный срок годности (время, которое герметик остается годным к употреблению), короткое время отверждения (время, необходимое для достижения заданной прочности) и устойчивость при повышенных температурах. Герметизирующие композиции, демонстрирующие, по меньшей мере, некоторые из указанных характеристик, содержащие серусодержащие соединения с тиольными концевыми группами, описаны, например, в US 2,466,963, 4,366,307, 4,609,762, 5,225,472, 5,912,319, 5,959,071, 6,172,179, 6,232,401, 6,372,849 и 6,509,418.

Тем не менее, существует необходимость в известном уровне техники в политиоэфирных полимерах, которые могут быть применены в отверждаемых композициях, обладающих приемлемыми для аэрокосмической техники свойствами, такими как аэрокосмические покрытия или герметизирующие композиции, при этом более дешевые в изготовлении и применении по сравнению с композициями известного уровня техники, с подобными свойствами.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение направлено на создание политиоэфирных полимеров, со структурой, имеющей формулу (I):

в которой R¹ в формуле (I) независимо выбран из С_2-10 n-алкиленильной группы, С_2-6 разветвленной алкиленильной группы, С_6-8 циклоалкиленильной группы, С_6-10 алкилалкиленильной группы, -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r- или -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r- в которой, по меньшей мере, одно звено -СН₂- замещено метильной группой, p является целым числом со значением в ряду 2-6, q является целым числом со значением в ряду 1-5, r является целым числом со значением в ряду 2-10 и Х выбран из О, S и -NR-, где R является водородом или метилом,

R² в формуле (I) обозначает структуру, полученную из аллил(мет)акрилата или мультифункционального (мет)акрилата,

R³ в формуле (I) независимо выбран из водорода и алкильной группы, такой как метильная группа,

n в формуле (I) является целым числом со значением в ряду 1-60 и

m в формуле (I) является рациональным числом со значением в ряду 0-10.

В другом отношении настоящее изобретение направлено на создание отверждаемых композиций, содержащих, по меньшей мере, один полимер настоящего изобретения.

Далее, настоящее изобретение направлено на создание способов получения полимеров настоящего изобретения.

Настоящее изобретение направлено на создание способов покрытия подложки, включающих: (а) нанесение, по меньшей мере, на часть подложки отверждаемой композиции, содержащей полимер, и (b) отверждение композиции.

Также настоящее изобретение направлено на создание способов герметизации подложки, включающих: (а) нанесение, по меньшей мере, на часть подложки отверждаемой композиции, содержащей полимер, и (b) отверждение композиции.

Детальное описание изобретения

В целях дальнейшего детального описания следует понимать, что изобретение может предполагать различные альтернативные изменения и последовательности этапов, если не оговорено иначе. Кроме того, вне любых примеров осуществления, или когда указано иначе, следует понимать, что все числа, выражающие, например, количество применяемых ингредиентов в описании и формуле, могут быть изменены термином "около". Соответственно, если не оговорено иначе, численные параметры, приведенные в дальнейшем описании и прилагаемой формуле, являются приблизительными, которые могут изменять в зависимости от желательных свойств, которые следует придать применением настоящего изобретения. Как минимум, и не пытаясь ограничить применение теории эквивалентов к объему притязаний формулы, каждый численный параметр, по меньшей мере, следует толковать в свете чисел с представленными значащими цифрами и применением обычного округления.

Несмотря на то, что численные интервалы и параметры, представляющие значительную область изобретения, являются приблизительными, численные значения, приведенные в отдельных примерах, даны с максимально возможной точностью. Любые численные значения, однако, содержат определенные ошибки, вытекающие с необходимостью из стандартных отклонений, обнаруживаемых при относительных измерениях.

Также следует понимать, что любые численные диапазоны, указанные в описании, направлены на включение всех указанных поддиапазонов. Например, диапазон "1-10" включает все поддиапазоны между (и включая) указанным минимальным значением 1 и указанным максимальным значением 10, то есть, с минимальным значением, равным или большим 1, и максимальным значением, равным или меньшим 10.

В настоящем изобретении применение единственного числа включает множественное, если не оговорено обратное. В настоящем изобретении применение "или" означает "и/или", если не оговорено обратное.

Применяемый в описании термин "полимер" означает относящееся к олигомерам, гомополимерам и сополимерам.

Применяемый в описании термин "(мет)акрилат" производные от него термины включают и акрилаты, которые представлены структурой , и метакрилаты, представленные структурой .

Применяемый в описании термин "мульти функциональный (мет)акрилат" включает материалы со структурой с двумя или более (мет)актрилатами.

Применяемый в описании термин "аллил(мет)акрилат" включает материалы со структурой, содержащей (мет)акрилат и аллильную группу, которая представлена структурой СН₂-СН=СН₂.

Применяемый в описании термин "алкил" относится к насыщенной или ненасыщенной, разветвленной, с прямой цепью или циклической одновалентной углеводородной группе, полученной удалением одного атома водорода от одного атома углерода исходного алкана, алкена или алкина.

Применяемый в описании термин "алкилен" относится к насыщенной или ненасыщенной, разветвленной, с прямой цепью или циклической двухвалентной углеводородной группе, полученной удалением двух атомов водорода от двух атомов углерода исходного алкана, алкена или алкина. Термин "алкилен" специально включает группы с любой степенью или уровнем насыщения, т.е. группы с исключительно одинарными связями углерод-углерод, группы с одной или более двойными связями углерод-углерод, группы с одной или более тройными связями и группы с одинарными, двойными и тройными связями.

Применяемый в описании термин "циклоалкилен" относится к насыщенной или ненасыщенной циклической алкенильной группе.

Применяемый в описании термин "алкилциклоалкилсн" относится к циклоалкилену с алкильной группой в качестве заместителя.

Применяемый в описании термин "тиольная группа"весу (отверждае относится к радикалу -SH.

Применяемый в описании термин "олефиновая группа" относится к двойной связи углерод-углерод С=С.

Применяемый в описании термин "полифункционализирующий агент" обозначает соединение с более чем двумя частями, которые могут взаимодействовать с концевыми -SH и/или -СН=CH₂ группами.

Настоящее изобретение направлено на создание полимеров, содержащих структуры формулы (I), описанных ранее. В некоторых осуществлениях настоящее изобретение направлено на создание полимеров, содержащих структуры формулы (II):

в которой А обозначает структуру с формулой (I), y равен 0 или 1, R³ обозначает одинарную связь, когда y равен 0 и -S-(CH₂)₂-[-O-R²-]_m-O- (где R² и m такие, как в описанной выше формуле (I)), когда y равен 1 и R⁴ обозначает тиольную группу или -S-(-CH₂-)_2+x-O-R⁵, когда y равен 0 и -СН=CH₂ или (-CH₂-)₂-S-R⁵, когда y равен 1 (где x является целым числом в диапазоне 0-10 и R⁵ обозначает C_1-6 n-алкильную группу, замещенную или незамещенную, по меньшей мере, одной -ОН или -NHR группой, в которой R является Н или C_1-6 n-алкильной группой).

Полимеры, в которых R⁴ в формуле (II) является -SH, являются "неблокированными" полимерами, которые включают не прореагировавшие концевые тиольные группы. В некоторых осуществлениях, однако, политиоэфиры настоящего изобретения являются "блокированными", то есть полимер включает другие концевые группы, такие как, например, концевые гидроксильные, аминные, силоксановые, изоцианатные, эпокси, ненасыщенные по этиленовому типу или алкильные группы.

В некоторых осуществлениях, полимеры настоящего изобретения являются продуктом реакции (а) первого реагента, включающего соединение, содержащее, по меньшей мере, две реакционно-способные тиольные группы, и (b) второго реагента, включающего соединение, содержащее, по меньшей мере, одну (мет)акрилатную реакционно-способную группу по отношению к тиольным группам первого реагента.

В некоторых осуществлениях, полимеры настоящего изобретения являются жидкими при обычной температуре и давлении. Применяемый в описании термин "обычная температура" означает условия около 77°F (25°C) и давление 1 атм (760 мм Hg).

В некоторых осуществлениях, полимеры настоящего изобретения образуются из первого реагента, содержащего, по меньшей мере, две реакционно-способные тиольные группы, т.е. политиола. Политиолы, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают мономерные политиолы, полимерные политиолы или их смесь. В некоторых случаях политиольный материал имеет среднечисленный молекулярный вес в диапазоне 90-1000 грамм на моль, например, 90-500 грамм на моль.

Например, мономерные политиолы, пригодные для применения в настоящем изобретении, включают дитиолы формулы (III):

где R в формуле (III) обозначает C_2-10 n-алкиленовую группу; С_2-6 разветвленную алкиленовую группу, которая может иметь одну или более боковых групп, которые могут быть, например, гидроксильными, алкильными группами, такими как метильная или этильная группы, и/или алкокси группами; С_6-8 циклоалкиленовой группой; С_6-10 алкилциклоалкиленовой группой; -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-; или -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой, по меньшей мере, одно звено -СН₂- замещено метильной группой, в которой р является целым числом в диапазоне 2-6, q является целым числом в диапазоне 1-5, r является целым числом в диапазоне 2-10 и Х включает гетероатом, такой как О, S или другой двухвалентный гетероатомный радикал; вторичную или третичную амино группу, т.е. -NR-, где R является водородом или метилом; или другим замещенным трехвалентным гетероатомом. В некоторых осуществлениях Х является О или S, и R, таким образом, в формуле (III) является -[(-CH₂-)_P-O-]_q-(-CH₂-)_r- или -[(-CH₂-)_P-S-]_q-(-CH₂-)_r-. В некоторых осуществлениях р и r равны, например, р и r оба равны двум.

Пример отдельных дитиолов, подходящих для применения при получении полимеров настоящего изобретения, включают без ограничения 1,2-этандитиол, 1,2-пропандитиол, 1,3-пропандитиол, 1,3-бутандитиол, 1,4-бутандитиол, 2,3-бутандитиол, 1,3-пентандитиол, 1,5-пентандитиол, 1,6-гксандитиол, 1,3-димеркапто-3-метилбутан, дипентендимеркаптан, этилциклогексилдитиол (ECHDT), димеркаптодиэтилсульфид, метил-замещенный димеркаптодиэтилсульфид, диметил-замещенный димеркаптодиэтилсульфид, димеркаптодиоксаоктан, 1,5-димеркапто-3-оксапентан и их смеси. Политиольный материал может иметь одну или более боковых групп, выбранных из низших алкильных групп, низших алкокси групп и гидроксильных групп. Подходящие боковые группы включают C₁-С₆ линейные алкилы, С₃-С₆ разветвленные алкилы, циклопентил и циклогексил.

Другие примеры отдельных дитиолов, подходящих для применения при получении полимеров настоящего изобретения, включают димеркаптодиэтилсульфид (DMDS) (в формуле (III), R является -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой р равно 2, r равно 2, q равно 1, X является S); димеркаптодиоксаоктан (DMDO) (в формуле (III), R является -[(-СН₂-)_р-Х-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой р равно 2, r равно 2, q равно 2, Х является О); и 1,5-димеркапто-3-оксапентан (в формуле (III), R является -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой р равно 2, r равно 2, q равно 1, Х является О). Также возможно применять дитиолы, которые включают и гетероатомы в углеродной основной цепи и боковые алкильные группы, такие как метильные группы. Указанные соединения включают, например, метил-замещенный DMDS, такой как HS-CH₂CH(СН₃)-S-CH₂CH₂-SH, HS-СН(СН₃)СН₂-S-СН₂СН₂-SH и диметил замещенный DMDS, такой как HS-СН₂СН(СН₃)-S-СН(СН₃)СН₂-SH и HS-СН(СН₃)СН₂-S-СН₂СН(СН₃)-SH.

Как указано выше, полимеры настоящего изобретения могут быть также получены из первого реагента, включающего полимерный политиол. Например, один или более полимеров с концевыми тиольными группами, полученных реакцией реагента, содержащего (i) один или более мономеров поливинилового эфира и (ii) одного или более политиольных материалов, могут быть применены в качестве реагента, из которого могут быть получены полимеры настоящего изобретения. Политиольные материалы, подходящие для применения при получении указанных полимеров, включают, например, политиолы, идентифицированные выше, включая смеси двух и более указанных материалов.

Мономеры поливинилового эфира, подходящего для применения при получении указанных политиольных полимеров, включают, например, дивинильные эфиры формулы (IV):

где R в формуле (IV) является С_2-6 n-алкиленовой группой, С_2-6 разветвленной алкиленовой группой, С_6-8 алкилциклоалкиленовой группой или -[(-CH₂-)_p-O-]_q-(-CH₂-)_r-, где р является целым числом в диапазоне от 2 до 6, q является целым числом в диапазоне 1-5 и r является целым числом в диапазоне от 2 до 10.

Материалы формулы (IV) являются дивиниловыми эфирами. Подходящие дивиниловые эфиры включают соединения, по меньшей мере, с одной оксиалкиленовой группой, такие как с 1-4 оксиалкиленовых групп, т.е. соединения, в которых m в формуле (IV) является целым числом 1-4. В некоторых случаях m в формуле (IV) является целым числом 2-4. Также возможно применять коммерчески доступные смеси дивиниловых эфиров для получения политиольных полимеров, которые могут применяться для получения полимеров настоящего изобретения. Указанные смеси характеризуются нецелым средним значением числа оксиалкиленовых единиц на молекулу. Таким образом, m в формуле (IV) также может принимать значения рациональных чисел между 0 и 10,0, например, между 1,0 и 10,0, между 1,0 и 4,0 или между 2,0 и 4,0.

Подходящие мономеры поливинилового эфира, из которых политиольные полимеры могут быть получены, включают мономер дивинилового эфира, такие как дивиниловый эфир, дивиниловый эфир этиленгликоля (EG-DVE) (R в формуле (IV) является этиленом и m равно 1), дивиниловый эфир бутандиола (BD-DVE) (R в формуле (IV) является бутиленом и m равно 1), дивиниловый эфир гександиола (HD-DVE) (R в формуле (IV) является гексиленом и m равно 1), дивиниловый эфир диэтиленгликоля (DEG-DVE) (R в формуле (IV) является этиленом и m равно 2), дивиниловый эфир триэтиленгликоля (R в формуле (IV) является этиленом и m равно 3), дивиниловый эфир тетраэтиленгликоля (R в формуле (IV) является этиленом и m равно 4), дивиниловый эфир циклогексадиметанола, дивиниловый эфир политетрагидрофурила, мономеры тривинилового эфира, такие как тривиниловый эфир триметилолпропана, мономеры тетрафункционального эфира, такие как тетравиниловый эфир пентаэритритола; и смеси двух или более указанных мономеров поливиниловых эфиров. Материалы поливиниловых эфиров могут иметь одну или более боковых групп, выбранных из алкильных групп, гидроксильных групп, алкоксильных групп и амино групп.

Подходящие дивиниловые эфиры, в которых R в формуле (IV) является С_2-6 разветвленной алкиленовой группой, могут быть получены реакцией полигидрокси соединения с ацетиленом. Характерные соединения указанного типа включают соединения, в которых R в формуле (IV) является алкил-замещенной метиленовой группой, такой как -СН(СН₃)- (например, "PLURIOL®" смеси, такие как PLURIOL®E-200 дивиниловый эфир (BASF Corp. of Parsippany N.J.), для которого R в формуле (IV) является этиленом и m равно 3,8) или полимерная смесь, включающая DPE-2 и SPE-3 (International Special Products of Wayne, N.J.)).

Другие подходящие дивиниловые эфиры включают соединения, в которых R в формуле (IV) является политетрагидрофурилом (poly-THF) или полиоксиалкиленом, таким как вещество в среднем с 3 мономерными фрагментами.

Могут быть применены два или более мономеров поливиниловых эфиров формулы (IV). Таким образом, в некоторых осуществлениях, два политиола формулы (III) и один мономер поливинилового эфира формулы (IV), один политиол формулы (III) и два мономера поливинилового эфира формулы (IV), два политиола формулы (III) и два мономера поливинилового эфира формулы (IV) и более чем два соединения обеих формул могут быть применены для получения набора полимерных политиолов, которые могут быть применены для получения полимеров настоящего изобретения.

В некоторых случаях, мономер поливинилового эфира составляет от 20 до менее 50% мол. реагента, применяемого для получения политиольного полимера и в некоторых случаях от 30 до менее 50% мол.

Вышеописанные политиольные полимеры могут быть получены многими способами. Относительные количества дивинилового эфира и политиольного материала, применяемых для получения вышеуказанных политиольных полимеров, выбирают для формирования тиольных концевых групп. Так, в некоторых случаях (>n, например, n+1) молей политиола формулы (III) или смесь, по меньшей мере, двух различных соединений формулы (III) реагируют с (n) молями дивинилового эфира формулы (IV) или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений формулы (IV).

Реакция между соединениями формулы (III) и (IV) может быть катализирована свободно-радикальным катализатором. Подходящие свободно-радикальные катализаторы включают азо соединения, например, азонитрильные соединения, такие как азо(бис)изобутиронитрил (AIBN); органические пероксиды, такие как бензоил пероксид и t-бутил пероксид, и неорганические пероксиды, такие как пероксид водорода. Реакция также может быть осуществлена облучением ультрафиолетовым светом с или без катионной фото инициирующей части. Способы ионного катализа с применением неорганических или органических оснований, например, триэтиламина, также дают полезные материалы.

Политиольные полимеры, подходящие для получения полимеров настоящего изобретения, могут быть приготовлены взаимодействием, по меньшей мере, одного соединения формулы (III) и, по меньшей мере, одного соединения формулы (IV) с последующим добавлением соответствующего катализатора и проведением реакции при температуре 30°С-120°С, например, 70°С-90°С, в течение 2-24 часов, например, 2-6 часов.

Характерный политиольный полимер с линейной структурой, подходящий в получении полимеров настоящего изобретения, имеет структуру формулы (V):

в которой R¹ в формуле (V) обозначает C_2-10 n-алкиленовую группу, С_2-6 разветвленную алкиленовую группу, С_6-8 циклоалкиленовую группу, С_6-10 алкилциклоалкиленовую группу, гетероциклическую группу, -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, или -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой, по меньшей мере, одно звено -CH₂- замещено метильной группой, в которой p является целым числом в диапазоне от 2 до 6, q является целым числом в диапазоне от 1 до 5, r является целым числом в диапазоне от 2 до 10 и Х означает О, S или -NHR-, где R означает водород или метил;

R² в формуле (V) обозначает метилен, С_2-10 n-алкиленовую группу, С_2-6 разветвленную алкенильную группу, С_6-8 циклоалкениловую группу, С_6-14 алкилциклоалкиленовую группу, гетероциклическую группу или -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой p является целым числом в диапазоне 2-6, q является целым числом в диапазоне 1-5, r является целым числом в диапазоне 2-10 и Х означает О, S или -NHR-, где R означает водород или метил;

m в формуле (V) является рациональным числом со значением в диапазоне 1-50;

n в формуле (V) является целым числом со значением в диапазоне 1-60;

p в формуле (V) является целым числом со значением в диапазоне 2-6.

Таким образом, в некоторых осуществлениях политиольный полимер, применяемый для получения полимеров настоящего изобретения, имеют структуру формулы (VI):

в которой R¹, R², m и n представляют то, что описано ранее по отношению к формуле (V).

В некоторых осуществлениях R¹ в формуле (VI) является -[(-CH₂-)_p-X-]_q-(-CH₂-)_r-, в которой p равно 2, Х является О, q равно 2, r равно 2, R² является этиленом, m равно 2 и n равно 9.

В некоторых осуществлениях политиольные полимеры, применяемые для получения полимеров настоящего изобретения, являются достаточно свободными или свободными от сульфоновых, эфирных или дисульфидных связей. Применяемое в описании "достаточно свободные от сульфоновых, эфирных или дисульфидных связей" означает, что менее 2% мол. связей в полимере с концевыми тиольными группами являются сульфоновыми, эфирными или дисульфидными связями.

Как указано ранее, в некоторых осуществлениях полимеры настоящего изобретения включают продукт реакции второго реагента, содержащего соединение, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой, реакционно-способной по отношению к тиольной группе первого реагента. Более точно в некоторых осуществлениях второй реагент выбран из аллил(мет)акрилата, мульти-функционального (мет)акрилата или их смеси.

Мульти-функциональные акрилаты, подходящие для получения полимеров настоящего изобретения, включают без ограничения дифункциональные, трифункциональные, тетрафункциональные, пентафункциональные и гексафункциональные (мет)акрилаты, включая их смеси. Характерные примеры подходящих мульти-функциональных (мет)акрилатов включают без ограничения этиленгликоль ди(мет)акрилат, 1,3-бутиленгликоль ди(мет)акрилат, 1,4-бутиленгликоль ди(мет)акрилат, 2,3-диметилпропан 1,3-ди(мет)акрилат, 1,6-гександиол ди(мет)акрилат, пропиленгликоль ди(мет)акрилат, дипропиленгликоль ди(мет)акрилат, трипропиленгликоль ди(мет)акрилат, тетрапропиленгликоль ди(мет)акрилат, этоксилированный гександиол ди(мет)акрилат, пропиксилированный гександиол ди(мет)акрилат, неопентилгликоль ди(мет)акрилат, алкоксилированный неопентилгликоль ди(мет)акрилат, гексиленгликоль ди(мет)акрилат, диэтиленгликоль ди(мет)акрилат, полиэтиленгликоль ди(мет)акрилат, полибутадиен ди(мет)акрилат, трипропиленгликоль ди(мет)акрилат, тиодиэтиленгликоль ди(мет)акрилат, триметиленгликоль ди(мет)акрилат, алкоксилированный гександиол ди(мет)акрилат, алкоксилированный неопентилгликоль ди(мет)акрилат, пентандиол ди(мет)акрилат, пентаэретритол три(мет)акрилат, пентаэретритол тетра(мет)акрилат, триметилолпропан три(мет)акрилат, дитриметилолпропан тетра(мет)акрилат, глицерин три(мет)акрилат, глицеринпропокси три(мет)акрилат, этоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат, тетраэтиленгликоль ди(мет)акрилат и дипентаэретритол пента(мет)акрилат, включая их смеси.

Полимеры настоящего изобретения могут быть получены различными способами. В некоторых осуществлениях (>n, например, n+1) молей политиола, такого как мономерный или полимерный политиолы, описанные ранее, или смесь, по меньшей мере, двух различных политиолов реагируют с (n) молями реагента, содержащего соединение, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой, в присутствии соответствующего катализатора. Указанный способ дает неблокированный полифункциональный полимер с концевыми тиольными группами.

Как указано ранее, некоторые осуществления настоящего изобретения включают "блокированные" полимеры. Таким образом, в некоторых осуществлениях настоящего изобретения аналоги вышеуказанных полимеров получают реакцией (i) (>n, например, n+1) молей политиола, такого как мономерный или полимерный политиолы, описанные ранее, или смеси, по меньшей мере, двух различных политиолов с (ii) (n) молями реагента, содержащего соединение, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой и (iii) 0,05-2 молями соединения с формулой (VII)

или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений с формулой (VII) в присутствии соответствующего катализатора. В формуле (VII) R обозначает С_1-6 n-алкил, который является незамещенным или замещенным, по меньшей мере, одной -ОН или -NHR группой, где R означает Н или C_1-6 n-алкильную группу.

Соединения формулы (VII) являются алкил ω-алкенильными эфирами (эфирами с концевыми ненасыщенными по этиленовому типу группами), которые реагируют с концевыми тиольными группами для блокирования полимера. Применение 2 молей соединения формулы (VII) дает полностью блокированные полимеры, тогда как применение меньшего количества приводит к частично блокированным полимерам.

В формуле (VII) s является целым числом со значением в диапазоне 0-10, например, 0-6, в некоторых случаях 0-4. Отдельные примеры подходящих соединений с формулой (VII) являются моновиниловым эфиром (s равно 0), включая амино- и гидроксиалкил виниловые эфиры, такие как 3-аминопропил виниловый эфир и 4-гидроксибутил виниловый эфир (бутандиол моновиниловый эфир), так же как незамещенные алкил виниловые эфиры, такой как этил виниловый эфир. Другие примеры соединений формулы (VII) включают аллиловые эфиры (s равно 1), такие как 4-аминобутил аллиловый эфир, 3-гидроксипропил аллиловый эфир и т.д.

В некоторых осуществлениях настоящего изобретения (n) молей политиола, такого как мономерный или полимерный политиолы, описанные ранее, или смеси, по меньшей мере, двух различных политиолов реагируют с (>n, например, n+1) молями реагента, содержащего соединение, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой в присутствии соответствующего катализатора. Указанный способ дает полифункциональные полимеры с винильными концевыми группами.

В некоторых осуществлениях настоящего изобретения аналоги вышеуказанных полимеров с винильными концевыми группами получают взаимодействием (i) (n) молей политиола, такого как мономерный или полимерный политиолы, описанные ранее, или смеси, по меньшей мере, двух различных политиолов с (ii) (>n, например, n+1) молями реагента, содержащего соединение, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой или смесью, по меньшей мере, двух различных соединений, по меньшей мере, с одной (мет)акрилатной группой и (iii) 0,05-2 молями соединения с формулой (VIII)

или смесью, по меньшей мере, двух соединений с формулой (VIII), в присутствии соответствующего катализатора. В формуле (VIII) R означает C_1-6 n-алкил, который является незамещенным или замещенным, по меньшей мере, одной -ОН или -NHR группой, где R означает Н или C_1-6 n-алкильную группу.

Соединения формулы (VIII) являются монотиолами, которые могут быть незамещенными или замещенными, например, гидроксильной или амино группами. Характерные соединения формулы (VIII) включают меркаптоспирты, такие как 3-меркаптопропанол и меркаптоамины, такие как 4-меркаптобутиламин.

Как станет очевидным из дальнейшего описания, полимеры настоящего изобретения включают структуры формулы (I), описанные выше.

В некоторых осуществлениях, R² в формуле (I) обозначает часть, полученную из соединения, содержащего две акрилатные группы, т.е. ди(мет)акрилат. Таким образом, некоторые осуществления настоящего изобретения направлены на получение полимеров, в которых R² в формуле (I) обозначает структуру формулы (IX):

в которой Y обозначает (CH₂-CH₂-O)_u, (СН₂-СН₂-СН₂-O)_y, или (CH₂)_wO, где u является целым числом со значением в диапазоне 1-4, y является целым числом со значением в диапазоне 1-3, z является целым числом со значением в диапазоне 1-4 и w является целым числом со значением в диапазоне 1-12.

В некоторых осуществлениях, R² в формуле (I) обозначает часть, полученную из аллил (мет)акрилата. Таким образом, некоторые осуществления настоящего изобретения направлены на получение полимеров, в которых R² в формуле (I) обозначает структуру формулы (X):

Как станет очевидным специалисту в данной области техники из дальнейшего описания, в некоторых осуществлениях полимеры настоящего изобретения включают дифункциональные (неблокированные) политиоэфиры с концевыми тиольными группами. В указанных осуществлениях полимеры имеют структуру формулы (XI):

в которой R¹, R², R³, m и n в формуле (XI) такие же, как в описании формулы (I). В некоторых осуществлениях, такие полимеры являются блокированными замещением концевых групп -SH группами -S-(-CH₂-)_2+x-O-R, где R обозначает C_1-6 n-алкил, который является незамещенным или замещенным, по меньшей мере, с одной -ОН или -NHR группой, где R обозначает Н или C_1-6 n-алкильную группу и x является целым числом со значением в диапазоне 1-10. Указанные блокировки могут быть получены реакцией концевой тиольной группы с ω-алкенильным эфиром, таким как моновиниловый эфир, включением в реакционную смесь блокирующего агента или их смесь, как описано в деталях далее.

Как станет очевидным специалисту в данной области техники, в некоторых осуществлениях полимеры настоящего изобретения включают дифункциональные винил-концевые политиоэфиры. В указанных осуществлениях полимер имеет структуру формулы (XII):

в которой R¹, R², R³, m и n в формуле (XI) такие же, как в описании формулы (I). В некоторых осуществлениях, концевые -CH=CH₂ группы замещены на -С-СН₂-R, где R обозначает C_1-6 n-алкил, который является незамещенным или замещенным, по меньшей мере, с одной -ОН или -NHR группой, где R обозначает Н или С_1-6 n-алкильную группу. Указанные блокировки могут быть получены реакцией концевых олефиновых групп с монотиолом, таким как меркаптоспирт или меркаптоамин, включением в реакционную смесь блокирующего агента или их смесь двух или более, как описано в деталях далее.

В некоторых осуществлениях, как справедливо указано, полимеры настоящего изобретения включают линейный политиоэфир с функциональностью, равной 2 (рассматривая алкил и другие не реакционно-способные блокировки за одно целое). Однако при необходимости политиоэфиры с более высокой функциональностью могут быть получены из указанных полимеров с применением полифункционализирующих агентов. Указанные полифункционализирующие агенты могут, например, включать 3-6 таких частей и могут быть обозначены "z-валентными" полифункционализирующими агентами, где z является числом таких частей, включенных в агент, и, следовательно, числом отдельных цепей, которые содержит полимер. Такие полифункционализирующие агенты могут быть представлены формулой (XIII)

где R в формуле (XIII) обозначает часть, которая может реагировать с концевыми -SH или -CH=CH₂ и могут быть одинаковыми или различными, и В является z-валентным остатком полифункционализирующего агента, т.е. часть агента, отличная от реакционно-способных частей.

В результате некоторые осуществления настоящего изобретения направлены на получение полимеров, содержащих структуры формулы (XIV):

в которой В в формуле (XIV) обозначает z-валентный остаток полифункционализирующего агента, А обозначает структуру с формулой (I), описанной ранее, y равен 0 или 1, z является целым числом со значением в диапазоне 3-6, R³ обозначает одинарную связь, когда y равен 0, и -S-(-CH₂)₂-[O-R-]_m-O- (R² и m обозначают то же, что и в формуле (I)), когда y равен 1, и R⁴ обозначает -SH или -S-(-CH₂-)_2+x-O-R⁵, когда y равен 0, и -СН=СН₂ или -(-CH₂-)₂-S-R⁵, когда y равен 1 (в которой x является целым числом со значением в диапазоне 0-10), и R⁵ обозначает C_1-6 n-алкильлную группу, которая является незамещенной или замещенной, по меньшей мере, с одной -ОН или -NHR группой, где R является Н или C_1-6 n-алкильной группой.

Так же как с дифункциональными полимерами, описанными ранее, вышеуказанные полимеры с функциональностью более 2 могут включать концевые тиольные группы или -СН=СН₂ или концевые -S-(-CH₂-)_2+x-O-R, или -C-CH₂-R группы, в которых x является целым числом со значением в диапазоне 0-10, R обозначает C_1-6 n-алкил, который является незамещенным или замещенным, по меньшей мере, с одной -ОН или -NHR группой, где R обозначает Н или С_1-6 n-алкильную группу. Частично блокированные полимеры, т.е. полимеры, в которых часть, но не все цепи блокированы, также составляют объем притязаний настоящего изобретения.

Отдельные полифункционализирующие агенты, подходящие для применения в настоящем изобретении, включают трифункционализирующие агенты, то есть соединения, в которых z равно 3. Подходящие трифункционализирующие агенты включают триаллил цианурат (ТАС), в которых R в формуле (XIII) является аллилом, и 1,2,3-пропантритиол, в которых R в формуле (XIII) является тиолом. В некоторых осуществлениях полифункционализирующие агенты включают полифункциональный (мет)акрилат, содержащий, по меньшей мере, три (мет)акрилатные группы, такие как любые из трифункциональных, тетрафункциональных, пентафункциональных, гексафункциональных (мет)акрилатов, которые были определены ранее, включая их смеси.

Другие полифункционализирующие агенты включают приметилолпропан тривиниловый эфир и политиолы, описанные в US 4,366,307 колонка 4, линия 6-23 и колонка 6, линия 18-56; 4,609,762, колонка 8, линия 60, колонка 9, линия 55; 5,225,472, колонка 4, линия 8-32, раскрытие каждого из которых включено в описание ссылкой. Также могут применены смеси полифункционализирующих агентов.

В результате некоторые полимеры настоящего изобретения могут обладать широким диапазоном средней функциональности. Например, трифункционализирующие агенты могут обладать средней функциональностью около 2,05-3,0, например, 2,1-2,6. Более широкий диапазон средней функциональности может быть достигнут применением тетрафункциональных или с более высокой функциональностью полифункционализирующих агентов. На функциональность также могут влиять такие факторы, как стехиометрия, что понятно специалисту в данной области техники.

Полимеры настоящего изобретения с функциональностью выше 2 могут быть получены подобно дифункциональным полимерам, описанным ранее. В некоторых осуществлениях указанные полимеры получены смешиванием (i) одного или более политиолов, таких как мономерные или полимерные тиолы, описанные ранее, с (ii) одним или более соединениями, содержащими, по меньшей мере, одну и не более двух (мет)акрилатных групп, и (iii) полифункционализирующего агента и приведение во взаимодействие смеси. Так, в соответствии с некоторыми осуществлениями настоящего изобретения (>n, например, n+1) молей одного или более политиолов, (n) молей одного или более соединений, соде