Жидкая пленка на основе полимеров с силановыми концевыми группами

Жидкая пленка на основе полимеров с силановыми концевыми группами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Данное изобретение касается области применения жидких пленок для герметизации сооружений.

Уровень техники

Известны жидкие пленки, применяемые для герметизации сооружений на основе полиуретанов или акрилатных дисперсий.

Недостаток композиций для жидких пленок на основе полиуретанов заключается в том, что они содержат органические растворители и изоцианаты и поэтому из экологических и токсикологических соображений пригодны не для всех применений.

Далее жидкие пленки на основе полиуретанов часто нуждаются в существенной предварительной обработке подложки, чтобы достичь удовлетворительной адгезии. При этом, прежде всего, используют композицию промотора адгезии, так называемый «праймер», (грунтовку). По различным причинам может быть необходимым или предпочтительным при применении жидкой пленки отказаться от композиции промотора адгезии. Таким образом, например, применение пленки без праймера является не только экономически выгодным, но и дает преимущество во времени, так как можно отказаться от использования и сушки композиции промотора адгезии. Далее, применение пленки без праймера характеризуется также экологическими преимуществами, так как праймеры очень часто содержат большие количества летучих органических растворителей, так называемых «VOCs» (Volatile Organic Compounds).

Следующим недостатком жидких пленок на основе полиуретанов является то, что полиуретановые композиции нередко характеризуются относительно малой стабильностью при хранении и что они при нанесении на вертикальные поверхности должны быть модифицированы, чтобы предотвратить стекание композиции.

В противоположность этому композиции для жидких пленок на основе акрилатных дисперсий не содержат органических растворителей и характеризуются относительно высокой стабильностью при хранении вплоть до 12 месяцев. Однако их недостаток заключается в том, что они являются явно менее устойчивыми к УФ-излучению и погоде и вследствие недостаточной адгезии применимы лишь к ограниченному числу подложек.

Далее, известные жидкие пленки имеют недостатки в отношении своих свойств при горении, что является проблемой, в частности при герметизации жилых зданий из соображений техники безопасности.

Сущность изобретения

Поэтому задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать композицию для получения жидких пленок, которая не имеет недостатки уровня техники, с экологической и токсикологической точки зрения представляет улучшенный вариант и, кроме того, характеризуется улучшенными свойствами при горении.

Неожиданно было найдено, что эту задачу можно решить при помощи композиции по пункту 1 формулы изобретения.

Посредством комбинации гидроксида алюминия и/или гидроксида магния с полимером с силановыми концевыми группами могут быть получены композиции, которые в жидком состоянии могут наноситься в виде пленки, которые не содержат ни летучих органических растворителей, ни изоцианатов и которые характеризуются очень хорошими свойствами в поведении при горении, вследствие чего они увеличивают безопасность зданий и их пользователей.

Следующими аспектами изобретения являются объекты других независимых пунктов формулы изобретения. Особенно предпочтительные формы выполнения изобретения являются объектами зависимых пунктов формулы изобретения.

Варианты осуществления изобретения

Объектом данного изобретения является композиция, включающая

а) по меньшей мере, один полимер P с силановыми функциональными группами; и

b) 20-60 вес.% гидроксида алюминия или гидроксида магния или их смеси;

причем композиция характеризуется вязкостью 500-20000 мПа·с, измеренной согласно DIN 53018 при температуре 20°С.

Наименования веществ, начинающиеся с «поли», как полиол или полиизоционат, в данном документе обозначают вещества, которые формально содержат две или более функциональные группы на молекулу, встречающихся в его наименовании.

Термин «полимер» в данном документе включает, с одной стороны, совокупность химически единообразных, но в отношении степени полимеризации, молекулярной массы и длины цепи различающихся макромолекул, которые были получены посредством полиреакции (полимеризации, полиприсоединения, поликонденсации). С другой стороны, термин включает также производные такой совокупности макромолекул из полиреакций, а именно соединения, которые были получены путем взаимодействия, как, например, присоединение или замещение, функциональных групп к заданным макромолекулам и которые могут быть химически единообразными или химически неоднородными. Далее термин включает также так называемые форполимеры, то есть реакционно-способные олигомерные предполимеры, функциональные группы которых участвуют в структуре макромолекул.

Термин «уретановый полимер» включает все (без исключения) полимеры, полученные так называемым способом диизоцианатного полиприсоединения. Он включает также такие полимеры, которые почти или полностью не содержат уретановых групп. Примерами полиуретановых полимеров являются простые полиэфир-полиуретаны, сложные полиэфир-полиуретаны, простые полиэфир-полимочевины, полимочевины, сложные полиэфир-полимочевины, полиизоцианураты и поликарбодиимиды.

В данном документе термин «силан» или «органосилан» обозначает соединения, которые, с одной стороны, характеризуются, по меньшей мере, одной, обычно двумя или тремя, алкоксигруппами или ацилоксигруппами, непосредственно связанными с атомом кремния через связь Si-O, и с другой стороны, по меньшей мере, одним органическим остатком, непосредственно связанным с атомом кремния через связь Si-С. Силаны такого рода известны специалисту в качестве органоалкоксисиланов или органоацилоксисиланов.

Соответственно, термин «силановая группа» обозначает кремнийсодержащую группу, связанную с органическим остатком силана через связь Si-С. Силаны или их силановые группы характеризуются свойством гидролизоваться при контакте с влагой. При этом образуются органосиланолы, то есть кремнийорганические соединения, содержащие одну или несколько силанольных групп (Si-OH-групп) и, путем последующих реакций конденсации, органосилоксаны, то есть кремнийорганические соединения, содержащие одну или несколько силоксановых групп (Si-O-Si-групп).

Термин «силановые функциональные группы» обозначает соединения, характеризующиеся силановыми группами. «Полимеры с силановыми функциональными группами» сообразно с этим - это полимеры, которые характеризуются, по меньшей мере, одной силановой группой.

В качестве «аминосиланов» или «меркаптосиланов» обозначают органосиланы, органический остаток которых содержит аминогруппу или меркаптогруппу. В качестве «первичных аминосиланов» обозначают аминосиланы, которые характеризуются первичной аминогруппой, а именно NH₂-группой, которая связана с органическим остатком. «Вторичными аминосиланами» называют аминосиланы, которые характеризуются вторичной аминогруппой, а именно NH-группой, связанной с двумя органическими остатками.

Под термином «молекулярный вес» в данном документе всегда понимают средний молекулярный вес M_n (среднечисленный молекулярный вес).

Композиция согласно изобретению содержит, по меньшей мере, один полимер P с силановыми функциональными группами, который, в частности, характеризуется концевыми группами формулы (II):

где остаток R¹ обозначает линейный или разветвленный одновалентный углеводородный остаток с 1-8 С-атомами, в частности метильную или этильную группу.

Остаток R² обозначает ацильный остаток или линейный или разветвленный одновалентный углеводородный остаток с 1-5 С-атомами, в частности метильную или этильную, или изопропильную группу.

Остаток R³ обозначает линейный или разветвленный двухвалентный углеводородный остаток с 1-12 С-атомами, который, возможно, характеризуется циклической и/или ароматической частью и, возможно, одним или несколькими гетероатомами, в частности одним или несколькими атомами азота.

Индекс a имеет значение 0 или 1, или 2, в частности значение 0.

Внутри силановой группы формулы (II) R¹ и R² соответственно независимо друг от друга обозначают различные остатки. Так, например, возможны также соединения с концевыми группами формулы (II), которые являются этокси-диметоксисилановыми концевыми группами (R² = метил, R² = метил, R² = этил).

В одной из первых форм выполнения полимер P с силановыми функциональными группами представляет собой полиуретановый полимер P1 с силановыми функциональными группами, полученный путем взаимодействия силана, который характеризуется, по меньшей мере, одной группой, реакционно-способной по отношению к изоцианатным группам, с полиуретановым полимером, который характеризуется изоцианатными группами. Это взаимодействие предпочтительно проводят в стехиометрическом соотношении групп, реакционно-способных по отношению к изоцианатным группам, к изоцианатным группам, равном 1:1, или с небольшим избытком групп, реакционно-способных по отношению к изоцианатным группам, так чтобы результирующий полиуретановый полимер P1 с силановыми функциональными группами совершенно не содержал изоцианатных групп.

При взаимодействии силана, который характеризуется, по меньшей мере, одной группой, реакционно-способной по отношению к изоцианатным группам, с полиуретановым полимером, характеризующимся изоцианатными группами, в принципе, если не предпочтительно, силан может быть использован ниже стехиометрического соотношения, так чтобы получился полимер с силановыми функциональными группами, характеризующийся как силановыми, так и изоцианатными группами.

Силан, характеризующийся, по меньшей мере, одной группой, реакционно-способной по отношению к изоцианатным группам, представляет собой, например, меркаптосилан или аминосилан, в частности аминосилан.

Предпочтительно аминосилан представляет собой аминосилан AS формулы (III)

причем R¹, R², R³ и a уже были описаны выше, R⁷ обозначает атом водорода или линейный или разветвленный одновалентный углеводородный остаток с 1-20 С-атомами, который, возможно, характеризуется циклической частью, или остаток формулы (IV).

При этом остатки R⁸ и R⁹ соответственно независимо друг от друга обозначают атом водорода или остаток из группы, состоящей из -R¹¹, -COOR¹¹ и -CN.

Остаток R¹⁰ обозначает атом водорода или остаток из группы, состоящей из -CH₂-COOR¹¹, -COOR¹¹, -CONHR¹¹, -CON(R¹¹)₂, -CN, -NO₂, -PO(OR¹¹)₂, -SO₂R¹¹ и -SO₂OR¹¹.

Остаток R¹¹ обозначает углеводородный остаток с 1-20 С-атомами, возможно характеризующийся, по меньшей мере, одним гетероатомом.

Примерами пригодных аминосиланов AS являются первичные аминосиланы, как 3-аминопропилтриметоксисилан, 3-аминопропилдиметоксиметилсилан; вторичные аминосиланы, как N-бутил-3-аминопропилтриметоксисилан, N-фенил-3-аминопропилтриметоксисилан; продукты присоединения по Михаэлю первичных аминосиланов как 3-аминопропилтриметоксисилан или 3-аминопропилдиметоксиметилсилан к акцепторам Михаэля как акрилонитрил, сложные эфиры акриловой и метакриловой кислот, амиды акриловой или метакриловой кислот, сложные диэфиры малеиновой и фумаровой кислот, сложные диэфиры цитраконовой кислоты и сложные диэфиры итаконовой кислоты, например, сложный диметиловый эфир и сложный диэтиловый эфир N-(3-метоксисилил-пропил)амино-янтарной кислоты; а также аналоги названных аминосиланов с этокси- или изопропокси-группами вместо метокси-групп у кремния. В качестве аминосиланов AS особенно пригодны вторичные аминосиланы, в частности аминосиланы AS, у которых R⁷ в формуле (III) отличен от H. Предпочтительными являются продукты присоединения по Михаэлю, в частности сложный диэтиловый эфир N-(3-метоксисилил-пропил)амино-янтарной кислоты.

Понятие «акцептор Михаэля» в данном документе обозначает соединения, которые благодаря содержащимся в них двойным связям, активированным посредством электронно-акцепторных остатков, могут вступать с первичными аминогруппами (NH₂-группами) в присоединение по Михаэлю по аналогии с нуклеофильными реакциями присоединения (гетероприсоединение по Михаэлю).

В качестве характеризующегося изоцианатными группами полиуретанового полимера для получения полиуретанового полимера P1 с силановыми функциональными группами, пригодны, например, полимеры, которые получены путем взаимодействия, по меньшей мере, одного полиола с, по меньшей мере, одним полиизоцианатом, в частности диизоцианатом. Это взаимодействие может происходить вследствие того, что полиол и полиизоцианат обычным способом, например, при температуре 50-100°С, возможно при совместном использовании пригодных катализаторов, вводят в реакцию, причем полиизоцианат дозируют таким образом, что его изоцианатные группы по отношению к гидроксильным группам полиола находятся в стехиометрическом избытке.

В частности, избыток полиизоцианата выбирают так, что в полученном в результате полиуретановом полимере после взаимодействия всех гидроксильных групп полиола содержание свободных изоцианатных групп находится в количестве 0,1-5 вес.%, предпочтительно 0,1-2,5 вес.%, особенно предпочтительно 0,2-1 вес.%, в расчете на весь полимер.

Возможно полиуретановый полимер может быть получен при совместном использовании пластификаторов, причем используемые пластификаторы не содержат реакционно-способных групп по отношению к изоцианатным группам.

Предпочтительными являются полиуретановые полимеры с указанным содержанием свободных изоцианатных групп, которые получают в результате взаимодействия диизоцианатов с высокомолекулярными диолами в соотношении NCO:OH от 1,5:1 до 2,2:1.

Пригодными полиолами для получения полиуретанового полимера, в частности, являются простые полиэфирполиолы, сложные полиэфирполиолы и поликарбонат-полиолы, а также смеси этих полиолов.

В качестве простых полиэфирполиолов, также называемых полиоксиалкиленполиолами или простыми олигоэфиролами, в частности, пригодны такие, которые являются продуктами полимеризации этиленоксида, 1,2-пропиленоксида, 1,2- или 2,3-бутиленоксида, оксетана, тетрагидрофурана или их смесей, возможно заполимеризованных с помощью стартовой молекулы с двумя или несколькими активными атомами водорода, как, например, вода, аммиак или соединения с несколькими OH- или NH-группами, как, например, 1,2-этандиол, 1,2- и 1,3-пропандиол, неопентилгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, изомерные дипропиленгликоли и трипропиленгликоли, изомерные бутандиолы, пентандиолы, гександиолы, гептандиолы, октандиолы, нонандиолы, декандиолы, ундекандиолы, 1,3- и 1,4-циклогександиметанол, бисфенол А, гидрированный бисфенол А, 1,1,1-триметилолэтан, 1,1,1-триметилолпропан, глицерин, анилин, а также смеси названных соединений. Могут быть использованы как полиоксиалкиленполиолы, которые характеризуются низкой степенью ненасыщенности (измеренной согласно ASTM D-2849-69 и приведенной в миллиэквивалентах ненасыщенности на грамм полиола (мЭкв/г)), полученные, например, с помощью так называемых двойных металл-цианидных комплексных катализаторов (Double Metal Cyanide, DMC-катализаторы), так и полиоксиалкиленполиолы с высокой степенью ненасыщенности, полученные, например, с помощью анионных катализаторов как NaOH, KOH, CsOH или алкоголяты щелочных металлов.

Особенно пригодными являются полиоксиэтиленполиолы и полиоксипропиленполиолы, в частности полиоксиэтилендиолы, полиоксипропилендиолы, полиоксиэтилентриолы и полиоксипропилентриолы.

В частности, пригодными являются полиоксиалкилендиолы или полиоксиалкилентриолы со степенью ненасыщенности ниже 0,02 мЭкв/г и с молекулярным весом в области от 1000 до 30000 г/моль, а также полиоксиэтилендиолы, полиоксиэтилентриолы, полиоксипропилендиолы и полиоксипропилентриолы с молекулярным весом от 400 до 20000 г/моль.

Также особенно пригодны так называемые полиоксипропиленполиолы с концевыми этиленоксидными группами (“EO-endcapped”). Последние являются специальными полиоксипропиленполиоксиэтиленполиолами, которые получают, например, таким образом, что чистые полиоксипропиленполиолы, в частности, полиоксипропилендиолы и -триолы, после завершения реакции полипропоксилирования далее алкоксилируют этиленоксидом, и вследствие этого характеризуются первичными гидроксильными группами. В этом случае предпочтительными являются полиоксипропиленполиоксиэтилендиолы и полиоксипропиленполиоксиэтилентриолы.

Далее, пригодными являются полибутадиенполиолы, терминированные гидроксильными группами, как, например, такие, которые получают путем полимеризации 1,3-бутадиена и аллилового спирта или путем окисления полибутадиена, а также их продукты гидрирования.

Далее, пригодными являются простые полиэфирполиолы, привитые стирол-акрилонитрилом, например, коммерчески доступные под торговой маркой Lupranol® от фирмы Elastogran GmbH, Германия.

В качестве сложных полиэфирполиолов, в частности, пригодны сложные полиэфиры, которые имеют, по меньшей мере, две гидроксильные группы и получаются известными способами, в частности, поликонденсацией гидроксикарбоновых кислот или поликонденсацией алифатических и/или ароматических поликарбоновых кислот с двух- или многоосновными спиртами.

В частности, пригодными являются сложные полиэфирполиолы, которые получены из двух- - трехосновных спиртов, как, например, 1,2-этандиол, диэтиленгликоль, 1,2-пропандиол, дипропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, неопентилгликоль, глицерин, 1,1,1-триметилолпропан или смеси вышеназванных спиртов с органическими дикарбоновыми кислотами или их ангидридами или сложными эфирами как, например, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, триметиладипиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, додекандикарбоновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, димеры жирных кислот, фталевая кислота, ангидрид фталевой кислоты, изофталевая кислота, терефталевая кислота, диметилтерефталат, гексагидрофталевая кислота, тримеллитовая кислота и ангидрид тримеллитовой кислоты или смеси вышеназванных кислот, а также сложные полиэфирполиолы из лактонов как, например, ε-капролактон.

Особенно пригодными являются сложные полиэфирдиолы, в частности такие, которые получены из адипиновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, додекандикарбоновой кислоты, димеров жирных кислот, фталевой кислоты, изофталевой кислоты и терефталевой кислоты в качестве дикарбоновых кислот или из лактонов как, например, ε-капролактон и из этиленгликоля, диэтиленгликоля, неопентилгликоля, 1,4-бутандиола, 1,6-гександиола, димеров жирных диолов и 1,4-циклогександиметанола в качестве двухосновных спиртов.

В качестве поликарбонатполиолов, в частности, пригодны те, которые доступны вследствие взаимодействия, например, выше названных, используемых для синтеза сложных полиэфирполиолов, спиртов с диалкилкарбонатами такими, как диметилкарбонат, диарилкарбонатами такими, как дифенилкарбонат или фосгеном. Особенно пригодны поликарбонатдиолы, в частности аморфные поликарбонатдиолы.

Следующими пригодными полиолами являются поли(мет)акрилатполиолы.

Далее, пригодными являются полигидроксифункциональные жиры и масла, например, природные жиры и масла, в частности касторовое масло, или полученные путем химического модифицирования природных жиров и масел, так называемые олеохимические полиолы, например, сложные эпоксиполиэфиры или простые эпоксиполиэфиры, полученные путем эпоксидирования ненасыщенных масел и последующего раскрытия цикла с карбоновыми кислотами или спиртами, или полиолы, полученные путем гидроформилирования и гидрирования ненасыщенных масел. Далее, пригодными являются полиолы, которые получают из природных жиров и масел путем процессов разложения как алкоголиз или озонолиз и последующего химического соединения, например, посредством переэтерификации или димеризации, которыми получают выделенные таким образом продукты разложения или производные. Пригодными продуктами разложения природных жиров и масел, в частности являются жирные кислоты и жирные спирты, а также сложные эфиры жирных кислот, в частности сложные метиловые эфиры (FAME), которые, например, путем гидроформилирования и гидрирования могут быть преобразованы до сложных эфиров гидроксижирных кислот.

Также другими пригодными полиуглеводородными полиолами, также называемыми олигогидрокарбонолами, являются, например, полигидроксифункциональные сополимеры этилена, пропилена, этилен-бутилена или этилен-пропилен-диенов, которые производятся, например, фирмой Kraton Polymers, США, или полигидроксифункциональные сополимеры диенов, как 1,3-бутадиен или смесей диенов и виниловых мономеров как стирол, акрилонитрил или изобутилен, или полигидроксифункциональные полибутадиенполиолы, например, такие, которые получают сополимеризацией 1,3-бутадиена и аллилового спирта и также могут быть гидрированы.

Далее, пригодными являются полигидроксифункциональные сополимеры акрилонитрила и бутадиена, которые могут быть получены, например, из эпоксидов или аминоспиртов и карбоксил-терминированных сополимеров акрилонитрила и бутадиена, которые коммерчески доступны под названием Hypro® (ранее Hycar®) CTBN от фирмы Emerald Performance Materials, LLC, США.

Эти указанные полиолы предпочтительно характеризуются средним молекулярным весом 250-30000 г/моль, в частности 1000-30000 г/моль, и средней OH-функциональностью в области 1,6-3.

Особенно предпочтительными полиолами являются сложные и простые полиэфирполиолы, в частности полиоксиэтиленполиол, полиоксипропиленполиол и полиоксипропиленполиоксиэтиленполиол, предпочтительно полиоксиэтилендиол, полиоксипропилендиол, полиоксиэтилентриол, полиоксипропилентриол, полиоксипропиленполиоксиэтилендиол и полиоксипропиленполиоксиэтилентриол.

Дополнительно к этим указанным полиолам, при получении полиуретанового полимера, характеризующегося концевыми (терминальными) изоцианатными группами, могут совместно использоваться маленькие количества низкомолекулярных двух- и многоосновных спиртов, как, например, 1,2- и 1,3-пропандиол, неопентилгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, изомерные дипропиленгликоли и трипропиленгликоли, изомерные бутандиолы, пентандиолы, гександиолы, гептандиолы, октандиолы, нонандиолы, декандиолы, ундекандиолы, 1,3- и 1,4-циклогександиметанол, гидрированный бисфенол А, димерные жирные спирты, 1,1,1-триметилолэтан, 1,1,1-триметилолпропан, глицерин, пентаэритрит, спирты сахаров как ксилит, сорбит или маннит, сахара как сахароза, другие многоосновные спирты, низкомолекулярные продукты алкоксилирования вышеназванных двух- и многоосновных спиртов, а также смеси вышеназванных спиртов.

В качестве полиизоцианатов для получения полиуретанового полимера могут быть использованы коммерчески доступные алифатические, циклоалифатические или ароматические полиизоцианаты, в частности диизоцианаты.

Примерами этого являются диизоцианаты, изоцианатные группы которых связаны, соответственно, с алифатическим, циклоалифатическим или арилалифатическим С-атомом, также называемые «алифатические диизоцианаты», как 1,6-гексаметилендиизоцианат (HDI), 2-метилпентаметилен-1,5-диизоцианат, 2,2,4- и 2,4,4-триметил-1_,6-гексаметилендиизоцианат (TMDI), 1,12-додекаметилен-диизоцианат, лизин-диизоцианат и диизоцианат простого эфира лизина, циклогексан-1,3-диизоцианат, циклогексан-1,4-диизоцианат, 1-изоцианато-3,3,5-триметил-5-изоцианатометил-циклогексан (= изофорондиизоцианат или IPDI), пергидро-2,4'-дифенилметан-диизоцианат и пергидро-4,4'-дифенилметандиизоцианат, 1,4-диизоцианато-2,2,6-триметилциклогексан (TMCDI), 1,3- и 1,4-бис-(изоцианатометил)-циклогексан, м- и п-ксилилендиизоцианат (m- и p-XDI), м- и п-тетраметил-1,3-ксилилендиизоцианат, м- и п-тетраметил-1,4-ксилилендиизоцианат, бис-(1-изоцианато-1-метилэтил)-нафталин; также диизоцианаты, изоцианатные группы которых связаны, соответственно, с ароматическим С-атомом, также называемые «ароматические диизоцианаты», как 2,4- и 2,6-толуилендиизоцианат (TDI), 4,4'-, 2,4'- и 2,2'-дифенилметандиизоцианат (MDI), 1,3- и 1,4-фенилендиизоцианат, 2,3,5,6-тетраметил-1,4-диизоцианатобензол, нафталин-1,5-диизоцианат (NDI), 3,3'-диметил-4,4'-диизоцианатодифенил (TODI); олигомеры и полимеры вышеназванных изоцианатов, а также любые смеси вышеназванных изоцианатов.

Например, пригодными являются полимеры P1 с силановыми функциональными группами, коммерчески доступные под торговыми названиями Polymer ST, например, Polymer ST50, от фирмы Hanse Chemie AG, Германия, а также под торговым названием Desmoseal® от фирмы Bayer Material Science AG, Германия.

Полимер P с силановыми функциональными группами во второй форме выполнения является полиуретановым полимером P2 с силановыми функциональными группами, полученным путем взаимодействия изоцианатосилана IS с полимером, который по отношению к изоцианатным группам характеризуется реакционно-способными функциональными концевыми группами, в частности гидроксильными группами, меркаптогруппами и/или аминогруппами. Это взаимодействие происходит в стехиометрическом соотношении изоцианатных групп, к функциональным концевым группам, реакционно-способным по отношению к изоцианатным группам, равном 1:1, или с небольшим избытком функциональных концевых групп, реакционно-способных по отношению к изоцианатным группам, например, при температуре 20-100°С, возможно, при совместном использовании катализаторов.

В качестве изоцианатосилана IS пригодными являются соединения формулы (V)

причем R¹, R², R³ и a уже были описаны выше.

Примерами пригодных изоцианатосиланов IS формулы (V) являются изоцианатометилтриметоксисилан, изоцианатометилдиметоксиметилсилан, 3-изоцианатопропилтриметоксисилан, 3-изоцианатопропилдиметоксиметилсилан и их аналоги с этокси- или изопропокси-группами вместо метокси-групп у кремния.

Предпочтительно полимер в качестве функциональных концевых групп, реакционно-способных по отношению к изоцианатным группам, характеризуется гидроксильными группами.

В качестве полимеров, характеризующихся гидроксильными группами, пригодны, с одной стороны, уже названные высокомолекулярные полиоксиалкиленполиолы, предпочтительно полиоксипропилендиолы со степенью ненасыщенности ниже 0,02 мЭкв/г и с молекулярным весом в области от 4000 до 30000 г/моль, в частности, таковые с молекулярным весом в области от 8000 до 30000 г/моль.

С другой стороны, для взаимодействия с изоцианатосиланами IS формулы (V) пригодны также полиуретановые полимеры, характеризующиеся гидроксильными группами, в частности концевыми гидроксильными группами. Такие полиуретановые полимеры получены путем взаимодействия, по меньшей мере, одного полиизоцианата с, по меньшей мере, одним полиолом. Это взаимодействие может происходить вследствие того, что полиол и полиизоцианат обычным способом, например, при температуре 50-100°С, возможно при совместном использовании пригодных катализаторов, вводят в реакцию, причем полиол дозируют таким образом, что его гидроксильные группы по отношению к изоцианатным группам полиизоцианата находятся в стехиометрическом избытке. Предпочтительно соотношение гидроксильных групп к изоцианатным группам составляет значение от 1,3:1 до 4:1, в частности от 1,8:1 до 3:1.

Возможно полиуретановый полимер может быть получен при совместном использовании пластификаторов, причем используемые пластификаторы не содержат реакционно-способных групп по отношению к изоцианатным группам.

Для этого взаимодействия пригодны такие полиолы и полиизоцианаты, которые уже были упомянуты в качестве пригодных для получения полиуретанового полимера, характеризующегося изоцианатными группами, который используют для получения полиуретанового полимера P1 с силановыми функциональными группами.

Например, пригодными полимерами P2 с силановыми функциональными группами являются коммерчески доступные под торговыми названиями SPUR+® 1010LM, 1015LM и 1050MM от фирмы Momentive Performance Materials Inc., США, а также под торговыми названиями Geniosil® STP-E15, STP-10 и STP-E35, от фирмы Wacker AG, Германия.

В третьей форме выполнения полимер P с силановыми функциональными группами является полимером P3 с силановыми функциональными группами, который получен путем реакции гидросилилирования полимеров с концевыми двойными связями, например, поли(мет)акрилатов или простых полиэфиров, в частности аллилтерминированных полиоксиалкиленовых полимеров, описанных, например, в патентах США 3971751 и США 6207766, описание которых включено вместе с этим.

Например, пригодными полимерами P3 с силановыми функциональными группами являются коммерчески доступные под торговыми названиями MS-Polymer® S203(H), S303(H), S227, S810, MA903 и S943, Silyl® SAX220, SAX350, SAX400 и SAX725, Silyl® SAT350 и SAT400, а также XMAP® SA100S и SA310S от фирмы Kaneka Corp., Япония, а также под торговыми названиями Excestar® S2410, S2420, S3430, S3630, W2450 MSX931 от фирмы Asahi Glass Co, Ltd., Япония.

Предпочтительно для полимеров P с силановыми функциональными группами речь идет о полимере P1 или P2 с силановыми функциональными группами. По отношению к полимеру P3 с силановыми функциональными группами они имеют преимущество в том, что они проще, и поэтому экономичнее в получении.

Обычно полимер P с силановыми функциональными группами присутствует в количестве 10-80 вес.%, в частности в количестве 15-70 вес.%, предпочтительно 20-40 вес.%, в расчете на всю композицию.

Далее, композиция согласно изобретению включает 20-60 вес.%, в частности 30-55 вес.%, предпочтительно 40-50 вес.% гидроксида алюминия или гидроксида магния или их смеси. В большинстве случаев композиция согласно изобретению предпочтительно включает гидроксид алюминия.

Гидроксид алюминия и/или гидроксид магния, в частности, находятся в форме порошка, причем порошок предпочтительно имеет размер зерен от 0,1 до 100 мкм.

Кроме гидроксида алюминия и/или гидроксида магния композиция согласно изобретению может дополнительно содержать другие наполнители, которые оказывают влияние как на реологические свойства неотвержденной композиции, так и на механические свойства и качество поверхности отвержденной композиции. Следующими пригодными наполнителями являются неорганические и органические наполнители, например, природные размельченные или осажденные карбонаты кальция, которые, возможно, покрыты оболочкой из жирных кислот, в частности стеариновой кислоты, сульфат бария (BaSO₄, также называемый барит или тяжелый шпат), кальцинированный каолин, кремниевые кислоты, в частности высокодисперсные кремниевые кислоты из процессов пиролиза, порошок ПВС или полые шары. Предпочтительно композиция согласно изобретению содержит в качестве дополнительного наполнителя покрытый оболочкой карбонат кальция.

Пригодное количество дополнительных наполнителей находится, например, в области от 1 до 15 вес.%, в частности 2-10 вес.%, предпочтительно 3-8 вес.% в расчете на всю композицию.

Далее, предпочтительно композиция содержит фосфорное соединение формулы (I)

причем или

остаток R¹² обозначает остаток формулы -OR¹⁵;

остаток R¹⁵ обозначает линейный или разветвленный одновалентный углеводородный остаток с 1-18 С-атомами, который, возможно, характеризуется одним или несколькими гетероатомами и, возможно, одной или несколькими кратными С-С-связями и/или, возможно, циклоалифатической и/или ароматической частью;

остаток R¹³ обозначает атом водорода или остаток R¹⁴;

остаток R¹⁴ обозначает остаток формулы -OR¹⁶;

остаток R¹⁶ обозначает атом водорода или линейный или разветвленный одновалентный углеводородный остаток с 1-18 С-атомами, который, возможно, характеризуется одним или несколькими гетероатомами и, возможно, одной или несколькими кратными С-С-связями и/или, возможно, циклоалифатической и/или ароматической частью; и

индекс m имеет значение 0, 1 или 2;

или причем

все остатки R¹², R¹³ и R¹⁴ обозначают остатки формулы -O^-NH₄ ⁺; и

индекс m имеет значение 0-1000, в частности 100-1000.

Фосфорное соединение формулы (I) характеризуется в композиции согласно соединению как пластифицирующими свойствами, так и свойствами, не поддерживающими горение (антипирены). В качестве антипиренов фосфорные соединения формулы (I) характеризуются преимуществом, что они при горении образуют на поверхности защитный слой посредством обугливания.

Фосфорные соединения формулы (I), у которых все остатки R¹², R¹³ и R¹⁴ обозначают остатки формулы -O^-NH₄ ⁺, далее имеют преимущество в том, что они при горении отщепляют аммиак, который в газообразном состоянии вытесняет кислород.

Пригодными фосфорными соединениями формулы (I) являются, например, соединения, выбранные из группы, включающей триэтилфосфат, трикрезилфосфат, трифенилфосфат, дифенилкрезилфосфат, изодецилдифенилфосфат, трис(1,3-дихлор-2-пропил)фосфат, трис(2-хлорэтил)фосфат, трис(2-этилгексил)фосфат, трис(хлоризопропил)фосфат, трис(хлорпропил)фосфат, изопропилированный трифенилфосфат, моно-, бис- и трис(изопропилфенил)фосфаты, различающиеся степенью изопропилирования, резорцинол-бис(дифенилфосфат), бисфенол-А-бис(дифенилфосфат) и полифосфаты аммония.

Предпочтительно в фосфорном соединении формулы (I) остатки R¹², R¹³ и R¹⁴ обозначают соответственно линейные или разветвленные одновалентные углеводородные остатки с 1-18, в частности с 4-16, предпочтительно с 6-12 С-атомами, и m имеет значение 0. Подобные фосфорные соединения формулы (I) являются предпочтительными, так как они по сравнению с другими общепринятыми огнезащитными средствами не содержат галогенированных органических групп и поэтому предпочтительны в экологическом и токсилогическом отношении.

Например, пригодными являются фосфорные соединения формулы (I), коммерчески доступные под торговыми названиями Disflamoll® DPK, Disflamoll® TOF, Levagard® TEP, Disflamoll® TKP, Disflamoll® TP от фирмы Lanxess AG, Германия, под торговым названием Santicizer® 148 от фирмы Ferro Corporation, США, или под торговым названием Antiblaze® PI от фирмы Albemarle Corporation, США.

Доля фосфорного соединения формулы (I) предпочтительно составляет 5-50 вес.%, в частности 5-30 вес.%, предпочтительно 7-15 вес.% в расчете на всю композицию.

Далее, композиция согласно изобретению может содержать, по меньшей мере, один органосилан, органический остаток которого характеризуется, по меньшей мере, одной функциональной группой. В качестве функциональной группы пригодна предпочтительно, по меньшей мере, одна эпокси-, сложноэфирная (мет)акриловая, амино-, меркапто-, ангидридная, мочевинная или винильная группа. Далее пригодны аддукты вышеназванных силанов с первичными аминосиланами.

В частности, такого рода органосиланы представляют собой аминосиланы, которые были ранее описаны в качестве аминосиланов AS формулы (III), меркаптосиланы как 3-меркаптопропилтриметоксисилан, эпоксисиланы как 3-глицидоксипропилтриметоксисилан или подобные.

В большинстве случаев предпочтителен органосилан, органический остаток которого, по меньшей мере, характеризуется одной функциональной группой аминофункционального органосилана, также называемый аминосиланом. В большинстве случаев предпочтительные аминосиланы описаны выше в качестве аминосиланов AS формулы (III).

Доля органосилана, органический остаток которого, по меньшей мере, характеризуется одной функциональной группой, составляет предпочтительно 0,5-15 вес.%, в частности 1-10 вес.%, предпочтительно 2-5 вес.% в расчете на всю композицию.

Описанные здесь подобные органосиланы могут использоваться для различных целей в композиции согласно изобретению. Например, органосиланы могут функционировать в качестве реактивных разбавителей, которые при отверждении композиции, в частности посредством реакции с силановыми группами,