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Title:
SILANE-TERMINATED POLYMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/013051
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a process for producing a silane-terminated polymer in the presence of a catalyst mixture, wherein the catalyst mixture contains a bismuth and a cobalt catalyst, and the content of the cobalt catalyst is at least 2 ppm relative to the hydroxy-terminated organic polymer of the formula.

Inventors:
HUBER STEFAN (CH)
BURKHARDT FRITZ (CH)
LERF CLAUDE (CH)
ZUBER THOMAS (CH)
Application Number:
PCT/EP2023/068966
Publication Date:
January 18, 2024
Filing Date:
July 10, 2023
Export Citation:
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Assignee:
MERZ BENTELI AG (CH)
International Classes:
C08G18/10; C08G18/22; C08G18/28; C08G18/48
Foreign References:
US9932437B22018-04-03
US8809479B22014-08-19
EP1535940A12005-06-01
US9932437B22018-04-03
US8809479B22014-08-19
EP2009063A12008-12-31
EP2535376A12012-12-19
Attorney, Agent or Firm:
SCHAAD BALASS MENZL & PARTNER AG (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines silanterminierten

Polymers der Formel (I) oder (VI) durch Umsetzung von einem hydroxyterminierten organischen

Polymer der Formel (II) mit wenigstens einem Isocyanat der allgemeinen

Formel (III)

(RO)3-Si-(CH2)n-N=C=O (III) oder mit einem multifunktionellen Isocyanat der Formel (IV)

B-(N=C=O)m (IV) und anschliessender Reaktion mit einem Alkoxysilan der Formel (V) (RO)3Si-(CH2)p-D1 (V) in Gegenwart eines Katalysatorgemischs, wobei

A für ein Polyether-Rückgrat steht, x und y natürliche Zahlen zwischen 1 und 10 sind, wobei y grösser oder gleich x sein muss, n, m und n2 1 oder 3 sind, p, pi und p2 eine natürliche Zahl zwischen 1 und 5 sind, m eine natürliche Zahl zwischen 2 und 10 ist, und

R, R1 und R2 Methyl oder Ethyl sind,

B ein linearer, verzweigter oder cyclischer organischer Rest ist, der keine gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen enthält, und m grösser als 1 ist,

D ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus NH, NR3 und

S,

D1 eine mit der Isocyanat-Gruppe reagierende reaktive Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NH2, NHR3 und SH, ist, und

R3 ein linearer, verzweigter oder cyclischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, welcher wahlweise ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff umfassen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorgemisch einen Bismuth- und einem Cobaltkatalysator enthält, und wobei der Gehalt des Cobaltkatalysator mindestens 2 ppm bezogen auf das hydroxyterminierte organische Polymer der Formel

(II) beträgt. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des Bismuthkatalysators mindestens 10 ppm bezogen auf das hydroxyterminierte organische Polymer der

Formel (II) beträgt. 3. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das silanterminierte Polymer ein lineares Polymer der allgemeinen Formel IA darstellt. 4. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das silanterminierte Polymer ein lineares Polymer der allgemeinen Formel IB darstellt.

5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die linearen silanterminierten Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus

wobei A ein Polyether-Rückgrat gemäss der obigen

Definition darstellt. 6. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das silanterminierte Polymer ein verzweigtes Polymer der allgemeinen Formel (IC) darstellt, wobei x und y jeweils einer natürlichen Zahl zwischen 2 und 10 entsprechen. 7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das silanterminierte Polymer der Formel (IC) im Wesentlichen frei von freien Hydroxylgruppen ist.

8. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung mit einem

Isocyanat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 3-

Isocyanatopropyltrimethoxysilan und 3-

Isocyanatopropyltriethoxysilan erfolgt.

9. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Cobaltkatalysator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Cobalt (II) hexafluoroacetylacetonat, Cobalt (II) benzoat, Cobalt (II) isopropoxid, Cobalt (II)acetylacetonat, Cobalt (II) oxalat, Cobalt (II)citrat, Cobalt (II) hydroxid, Cobalt (II) acetat, Cobalt (II)stearat, Bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5- heptandionato)cobalt(II), Cobalt (II) oleat, Cobalt (II)

2-ethylhexanoat, Cobalt (II) naphthenat, Cobalt (II) neodecanoat und Cobalt (II) resinat.

10. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bismuthkatalysator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bismuth (III) isopropoxid, Bismuth (III) tert-pentoxid, Bismuth (III) oleate, Bismuth (III) 2-ethylhexanoat, Bismuth (III) neodecanoat und Bismuth (III)acetylacetanoat.

11. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydroxyterminierte organische Polymer ein mittleres Molekulargewicht von

1'000-40'000g/mol, insbesondere 2'000-25'000g/mol aufweist.

12. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt des

Cobaltkatalysators 2 bis 5 ppm bezogen auf das hydroxyterminierte organische Polymer der Formel (II) beträgt.

Description:
Silanterminierte Polymere

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von silanterminierten Polymeren, die in Dicht-, Kleb- sowie Beschichtungsstoffen eingesetzt werden können und für einen langen Zeitraum lagerstabil sind.

Die silanterminierten Polymere werden nach bekannten Methoden hergestellt. Ein bekanntes Verfahren umfasst beispielsweise die Umsetzung von Polyolen, insbesondere von hydroxylterminierten Polyethern, Polyurethanen oder Polyestern wie auch von hydroxylfunktionellen Polyacrylaten mit Isocyanatoalkylalkoxysilanen.

Eine weitere Methode sieht eine Reaktion der oben genannten Polyole mit Di- oder Polyisocyanaten vor, wobei letztere im Überschuss eingesetzt werden, so dass in diesem ersten Reaktionsschritt isocyanatfunktionelle Polymere erzeugt werden, die dann in einem zweiten Reaktionsschritt mit Alkoxysilanen umgesetzt werden, die über eine alkylgebundene isocyanatreaktive Gruppe verfügen.

Die Reaktion von hydroxylfunktionellen Polymeren mit Isocyanaten wird in Gegenwart von zusätzlichen Katalysatoren durchgeführt, da in dem entsprechenden Reaktionsschritt nur so hinreichend hohe Reaktionsgeschwindigkeiten für eine wirtschaftliche Herstellung der alkoxysilanterminierten Polymere erreicht werden können.

Die Verwendung von Bismutkatalysatoren, wie sie z.B. in EP1535940 beschrieben ist, führt zu einer katalytischen Aktivität und damit zur Beschleunigung der Umsetzung von Isocyanat silanen mit dem hydroxyterminierten Polyol. Aber selbst mit relativ hohen Katalysatormengen sind lange Reaktionszeiten erforderlich, um eine vollständige Umsetzung zu erreichen. Zudem führen hohe Katalysatormengen eher zu unerwünschten Nebenreaktion bei der Synthese und reduzieren die Lagerstabilität der Endprodukte.

US 9 932 437 B2 und US 8 809 479 B2 offenbaren eine feuchtigkeitshärtbare Harzzusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an flüchtigen organischen Stoffen. Diese wird durch die Umsetzung eines feuchtigkeitshärtbaren Polymers mit einer hydrolysierbaren Silylgruppe und einem reaktiven Modifizierungsmittel erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines silanterminierten Polymers bereitzustellen, das eine schnelle, aber vollständige Umsetzung erlaubt.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren ein silanterminiertes Polymer der Formel (I) oder der Formel (VI)

sehr effizient hergestellt werden kann. Die erfindungsgemässe Katalysatormischung führt zu einer massiven Verkürzung der Reaktionszeit. Die erfindungsgemässe Katalysatormischung ist deutlich effektiver als reine Bismuthkatalysatoren oder Katalysatormischungen mit Bismuth- und Zinkkatalysatoren. Dadurch kann zum einen die Effizienz erhöht werden, zum anderen wird der Energieverbrauch signifikant gesenkt, was ökonomisch und ökologisch von hoher Relevanz ist. Interessanterweise kann der Cobaltkatalysator der Katalysatormischung aber nicht durch einen Zinkkatalysator ersetzt werden, da dieser die Reaktion nicht ausreichend zu beschleunigen vermag.

Erfindungsgemäss wird das silanterminierte Polymer der Formel (I) durch Umsetzung von einem hydroxyterminierten organischen Polymer der Formel (II) mit wenigstens einem Isocyanat der allgemeinen Formel (III)

(RO) 3 -Si-(CH 2 ) n -N=C=O (III) oder mit einem multifunktionellen Isocyanat der Formel (IV)

B-(N=C=O) m (IV) und anschliessender Reaktion mit einem Alkoxysilan der Formel (V)

(RO) 3 Si-(CH 2 ) p -Di (V) erhalten. Die Umsetzung erfolgt in Gegenwart einer Katalysatormischung, die nachfolgend erläutert wird. In den Verbindungen der allgemeinen Formeln I steht

A für ein Polyether-Rückgrat, x und y für natürliche Zahlen zwischen 1 und 10, wobei y grösser oder gleich x sein muss, n, m und n 2 für 1 oder 3 p , p 1 und p 2 für eine natürliche Zahl zwischen 1 und 5, m für eine natürliche Zahl zwischen 2 und 10

R, R 1 und R 2 für Methyl oder Ethyl,

B für einen linearen, verzweigten oder cyclischen organischen Rest, der keine gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen enthält, wobei m grösser als 1 ist,

D ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus NH, NR 3 und S,

D 1 eine mit der Isocyanat-Gruppe reagierende reaktive Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NH 2 , NHR 3 und SH, ist, und

R 3 ein linearer, verzweigter oder cyclischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen darstellt, welcher wahlweise ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff umfassen kann.

Beim erfindungsgemässen Verfahren können ein oder zwei verschiedene Isocyanate der allgemeinen Formel (III) eingesetzt werden. Wenn nur ein Isocyanat eingesetzt wird, sind R 1 und R 2 im silanterminierten Polymer der Formel (I) oder der Formel (VI) identisch und entsprechen R in der allgemeinen Formel (III). Wenn zwei verschiedene Isocyanate der allgemeinen Formel (III) eingesetzt werden, entspricht R 1 dem Rest R des ersten Isocyanats der allgemeinen Formel (III) und R 2 dem Rest R des zweiten Isocyanats der allgemeinen Formel (III). Gleiches gilt für n und p.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind R 1 und R 2 sowie m und n 2 gleich. Solche Polymere können sehr einfach erhalten werden, indem nur ein Isocyanat der allgemeinen Formel (III) bei der Synthese eingesetzt wird.

In einer weiteren Ausführungsform sind R 1 und R 2 oder m und n 2 oder R 1 , R 2 , n 1 und n 2 verschieden voreinander. Solche Polymere werden durch Mischungen von verschiedenen Isocyanaten der allgemeinen Formel (III) erhalten. Durch diese Mischung kann die Reaktivität der silanterminierten Polymere gesteuert werden. Reine Trimethoxysilan-terminerte Polymere vernetzen schnell, reine Triethoxysilan-terminierte Polymere reagieren langsam. Durch verschiedene Mischverhältnisse kann entsprechend die Reaktivität individuell eingestellt werden.

Die Katalysatormischung enthält einen Bismuth- und einen Cobaltkatalysator, wobei der Gehalt des Cobaltkatalysators mindestens 2 ppm bezogen auf das hydroxyterminierte organische Polymer der Formel (II) beträgt.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird der Katalysatorgehalt in ppm angegeben. Die Angaben beziehen sich auf die im Katalysator enthaltenen Metalle, d.h. mg des Metalls pro kg des hydroxyterminierte organischen Polymer. Die Anionen des Katalysators werden bei der Bestimmung des Gehalts nicht einbezogen.

Unter einer vollständigen Umsetzung wird innerhalb der vorliegenden Erfindung verstanden, dass mindestens 95 Gew.-%, vorzugsweise 98 Gew.-% der OH-Gruppen des Polymerrückgrates mit dem Isocyanat der allgemeinen Formel III oder IV reagiert haben.

In einer Ausführungsform enthält die Katalysatormischung keinen weiteren Katalysator, d.h., sie besteht aus einem Bismuth- und einem Cobaltkatalysator.

Vorzugsweise beträgt der Gehalt des Bismuthkatalysators der Katalysatormischung mindestens 10 ppm bezogen auf das hydroxyterminierte organische Polymer der Formel (II). Es konnte gezeigt werden, dass eine Kombination mit wenigstens 2 ppm des Cobaltkatalysators und wenigstens 10 ppm des Bismuthkatalysators zu sehr kurzen Umsetzungszeiten führte. Vorzugsweise wird die Reaktionszeit um 50%, besonders bevorzugt um 65% gesenkt. Die Herstellung des silanterminierten Polymers kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.

In einer Ausführungsform betrifft das silanterminierte Polymer ein lineares Polymer der allgemeinen Formel IA wobei R 1 , R 2 , m , n 2 und A die gleiche Definition wie oben haben. R 1 und R 2 sowie m und n 2 sind identisch, wenn nur ein Isocyanat der allgemeinen Formel (III) eingesetzt wird. Wenn zwei verschiedene Isocyanate der allgemeinen Formel (III) eingesetzt werden, sind R 1 und R 2 oder m und n 2 oder R 1 , R 2 , n 1 und n 2 voneinander verschieden, wobei eine statistische Verteilung aus Polymeren mit R 1 -A-R 1 , R 1 -A-R 2 und R 2 -A-R 2 entsteht. Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft das lineare Polymer der allgemeinen Formel IB bei dessen Herstellung nur ein Isocyanat der allgemeinen Formel (III) eingesetzt wird.

Lineare silanterminierte Polymere der Formel (IB)werden besonders bevorzugt für Dicht- und Beschichtungsstoffe verwendet, bei welchen eine höhere Elastizität benötigt wird, wie beispielsweise für Fugenmassen, elastische Klebstoffe, Flächenabdichtungen oder im Marinebereich beispielsweise für das Verfugen von Teak. Solche lineare Polymere werden nach der Aushärtung weicher und elastischer, die nachfolgend beschriebenen verzweigten Polymere aufgrund der höheren Vernetzungsdichte härter und weniger elastisch.

In einer zweiten Ausführungsform betrifft das silanterminierte

Polymer ein verzweigtes Polymer der allgemeinen Formel IC

wobei R 1 , R 2 , ni und n 2 und A die gleiche Definition wie oben haben und x und y natürliche Zahlen zwischen 2 und 10 sind. Der Gehalt des Isocyanats der Formel III kann bezogen auf die OH-Gruppen variiert werden. Abhängig von der gewünschten Anzahl von freien OH-Gruppen werden vorzugsweise 90 mol% bis 130 mol% des Isocyanats der Formel III eingesetzt. Vorzugsweise ist das silanterminierte Polymer der Formel IC im Wesentlichen frei von freien OH-Gruppen, d.h. y und x sind im Wesentlichen identisch und die Differenz von y-x ist demnach etwa 0. Verzweigte silanterminierte Polymere der Formel IC werden insbesondere bevorzugt für Kleb-, Dicht- und Beschichtungsmassen verwendet, bei denen eine höhere Shore A Härte und eine höhere Vernetzungsdichte benötigt wird, wie beispielsweise bei hochmoduligen Klebstoffen, Flächenabdichtungen oder Bodenbeschichtungen.Das erfindungsgmässe Katalysatorgemisch hat keinen negativen Einfluss auf die Lagerstabilität der daraus hergestellten Kleb-, Dicht- und Beschichtungsstoffe und muss daher nicht aufwändig aus dem Polymer entfernt werden. Um Verfärbungen nach längerer Lagerzeit zu verhindern, kann wahlweise ein Desaktivator oder ein Komplexbildner zugegeben werden.

Das hydroxyterminierte organische Polymer der Formel hat vorzugsweise ein Polyether-Rückgrat A, das Alkylenoxid- Repetiereinheiten mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen enthält, wobei 2 und 3 Kohlenstoffatome, d.h. Propylenoxid und Ethylenoxid, bevorzugt sind, oder Kombinationen davon enthält. Das hydroxyterminierte organische Polymer kann ein Homopolymer oder ein Copolymer aus verschiedenen Polyethereinheiten sein.

Unter dem Ausdruck «Copolymere davon» werden Polymere verstanden, die aus zwei oder mehr Monomereinheiten zusammengesetzt sind. Der Ausdruck beinhaltet nebst alternierenden Copolymeren und PfropfCopolymeren insbesondere auch Blockpolymere, die aus längeren Sequenzen oder Blöcken jedes Monomers bestehen und über Linkerverbindungen miteinander verknüpft sein können. Solche Copolymere können beispielsweise aromatischen Glycol-Kettenverlängerer enthalten mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen von 6 bis 16 und vorzugsweise 6 bis 12. Beispiele für geeignete Glycol- Kettenverlängerer sind Benzolglycol und Xylylolglycole, bei denen es sich um ein Gemisch von 1,4- Di(hydroxymethyl)benzol und 1,2-Di (hydroxymethyl)benzol handelt. Benzolglycol ist bevorzugt und umfasst insbesondere Hydrochinon, d.h. der Bis (beta-hydroxyethyl)ether, der auch als 1,4-Di(2- hydroxyethoxy)benzol bekannt ist, Resorcin, d.h. der Bis(beta- hydroxyethyl)ether, der auch als 1,3-Di(2-hydroxyethyl)benzol bekannt ist, Brenzcatechin, d.h. der Bis(beta- hydroxyethyl)ether, das auch als 1,2-Di(2-hydroxyethyl)benzol bekannt ist, und Kombinationen davon.

Der Ausdruck hydroxyterminiert steht für Polymere, die am Molekülende freie Hydroxygruppen tragen, y ist eine natürliche Zahl von 1 bis 10. In einer bevorzugten Ausführungsform ist y = 1 und entspricht dann einem α,ω-dihydroxyterminierten organischen Polymer, d.h. einem Polymer mit zwei terminalen OH-Gruppen. Wenn y grösser als 1 ist, weist das hydroxyterminierte Polyol mehr als zwei terminale OH-Gruppen auf, d.h. es handelt sich um ein Polyol, dessen OH-Gruppen dazu bestimmt sind, mit dem Isocyanat der Formel III zu reagieren. Im Falle von verzweigten hydroxyterminierten Polymeren sind die OH-Gruppen vorzugsweise nicht unmittelbar am Polymer-Rücken, sondern am Ende von Seitenketten des Polymer-Rückens angebracht. Sie können beispielsweise durch Umsetzungen mit Polyolen erhalten werden. Sowohl lineare als auch verzweigte hydroxyterminierte organische Polymere sind dem Fachmann bekannt und auch kommerziell erhältlich.

Beispiele für mögliche hydroxyterminierte Polymere mit einem Polyether-Polymerrücken sind Acclaim® 4200, Acclaim® 6300, Acclaim® 8200, Acclaim® 12200 und Acclaim® 18200 (oder der entsprechende Typ Acclaim® xx00N) der Covestro AG PREMINOL S 1004F, PREMINOL S 4013F, PREMINOL S 4318F, PREMINOL S 3011, PREMINOL 5001F, PREMINOL 7001K, PREMINOL 7012 von AGG, Rokopol LDB Delta 12000, Rokopol LDB 18000D, Rokopol LDB 12000D, ROKAmer PPG 4000, Rokopol LDB8000D von PCC Group, Voranol 3008, Voranol 3010, Voranol 3022J, Voranol 3136, Voranol 4000LM, Voranol 4053, Voranol 8000LM von DOW.

Vorzugsweise ist das hydroxyterminierte organische Polymer bei Raumtemperatur flüssig. Darunter wird eine Viskosität bei 20°C von 1 bis 10 6 mPa*s verstanden. Diese Viskosität ist optimal für die Handhabung der erfindungsgemässen Zusammensetzung, insbesondere bei der Herstellung von Dichtmassenzubereitungen.

Vorzugsweise weist das hydroxyterminierte organische Polymer ein mittleres Molekulargewicht von 1'000-50'000g/mol, insbesondere 2'000-25'000g/mol auf, da die Handhabung dieser Polymere optimal ist, wobei gegebenenfalls ein Weichmacher zugegeben wird, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Geeignete Weichmacher sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Weichmacher sind beispielsweise Alkansulfonsäurephenylester wie Mesamoll von Lanxess, Cyclohexanoat-Weichmacher wie Elatur DINCD von Evonik, 1,2-Cyclohexandicarbonsäurediisononylester wie Hexamoll DINCH von BASF, Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Shellsol D100 von Shell und Diester von Dicarbonsäuren wie Dioctylsebacat, Dioctyladipat oder Dioctylazalat. Unter "Molekulargewicht" versteht man im vorliegenden Dokument die molare Masse (in Gramm pro Mol) eines Moleküls. Als "mittleres Molekulargewicht" wird das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn einer polydispersen Mischung von oligomeren oder polymeren Molekülen bezeichnet, welches üblicherweise mittels Titration der Säure- und OH-Zahl bestimmt wird. Alternativ kann sie auch mit analytischen Methoden wie GPC/MALDI bestimmt werden. Die OH-Zahl (Hydroxylzahl) ist ein Mass für den Gehalt an Hydroxygruppen in Polymeren und ist eine dem Fachmann bekannte Grösse. Die Säurezahl ist ein Mass für den Gehalt an Säuregruppen in

Polymeren und ist eine dem Fachmann bekannte Grösse.

Die erfindungsgemäss eingesetzten hydroxyterminierten organischen Polymere der Formel (II) können handelsübliche Verbindungen sein, welche zur besseren Handhabung gegebenfalls mit einem Weichmacher oder Lösungsmittel verdünnt sein können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Umsetzung mit einem Isocyanat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 3-Isocyanatopropyltrimethoxysilan und 3-Isocyanatopropyltriethoxysilan oder Mischungen davon. Wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt wird, können diese beiden Silane sehr effektiv mit dem Katalysatorgemisch der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden. Beim reaktionsträgeren Isocyanatopropyltriethoxysilane beträgt der Cobaltkatalysatorgehalt vorzugsweise mehr als 4ppm, besonders bevorzugt mehr als 5ppm, um eine sehr schnelle Umsetzung zu erhalten.

Der Cobaltkatalysator ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cobalt (II) hexafluoroacetylacetonat, Cobalt (II) benzoat, Cobalt (II) isopropoxid, Cobalt (II) acetylacetonat bzw. Cobalt (II) 2,4-pentandionat, Cobalt (II) oxalat, Cobalt (II) citrat, Cobalt (II) hydroxid, Cobalt (II) acetat, Cobalt (II) stearat, Bis(2,2,6,6-tetramethyl-3,5- heptandionato)cobalt(II), Cobalt (II) oleat, Cobalt (II) 2- ethylhexanoat (kommerziell erhältlich als Octa-Soligen® Cobalt 10 von Borchers), Cobalt (II) naphthenat (kommerziell erhältlich als 6% Cobalt Nap-All® von Borchers), Cobalt (II) neodecanoat (kommerziell erhältlich als Borchers® Deca Cobalt 10 von Borchers) und Cobalt (II) resinat, wobei Cobalt (II) neodecanoat besonders bevorzugt ist.

Der Bismuthkatalysator ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bismuth (III) isopropoxid, Bismuth (III) tert-pentoxid, Bismuth (III) oleat, Bismuth (III) 2- ethylhexanoate (kommerziell erhältlich als Borchi® Kat 320 von Borchers), Bismuth (III) neodecanoat (kommerziell erhältlich als Borchi® Kat 315 von Borchers) und Bismuth (III) acetylacetanoat, wobei Bismuth (III) neodecanoat besonders bevorzugt ist.

Das Katalysatorgemisch wird bevorzugt in einer Gesamtmenge von 8 bis 500 ppm zugegeben, besonders bevorzugt 8 bis 100 ppm und ganz besonders bevorzugt 10 bis 50 ppm.

Die Katalysatoren können sowohl vor der Reaktion zu einem Gemisch verrührt und der Reaktionsmischung zugegeben werden oder auch direkt im Präpolymer gemischt werden. Vorzugsweise wird das Katalysatorgemisch vor der Verwendung frisch hergestellt, da so die beste Reaktivität erreicht wird. Es wurde auch festgestellt, dass das Katalysatorgemisch besser löslich ist, wenn das Isocyanat bei der Zugabe des Katalysatorgemischs bereits im Reaktor enthalten ist.

Bei farblosen Endprodukten ist ein Cobaltkatalysatorgehalt von 2 bis 5 ppm bevorzugt, da es ansonsten zu einer Verfärbung des Produktes führen kann.

Besonders bevorzugt sind die linearen silanterminierten

wobei A ein Polymerrückgrat gemäss der obigen Definition darstellt. Es wurde festgestellt, dass diese linearen silanterminierten Polymere durch das erfindungsgemässe Katalysatorgemisch besonders effektiv hergestellt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des silanterminierten Polymers der Formel (VI) erfolgt durch Umsetzung von einem hydroxyterminierten organischen Polymer der Formel (II) mit einem multifunktionellen Isocyanat der Formel (IV)

B-(N=C=O) m (IV),und anschliessender Reaktion mit einem Alkoxysilan der Formel (V)

(RO) 3 Si-(CH 2 ) p -D (V) in Gegenwart des erfindungsgemässen Katalysatorgemischs.

Als multifunktionelle Isocyanate der Formel (IV) eignen sich insbesondere Isocyanate mit zwei oder mehr, bevorzugt 2 bis 10, Isocyanatgruppen im Molekül. Hierfür kommen die bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, oligomeren und polymeren multifunktionellen Isocyanate in Betracht, wobei diese keine gegenüber Isocyanat reaktiven Gruppen enthalten, d.h. insbesondere keine freien primären und/oder sekundären Aminogruppen aufweisen. Ein Vertreter der aliphatischen multifunktionellen Isocyanate ist beispielsweise Hexamethylendiisocyanat (HDI); ein Vertreter der cycloaliphatischen multifunktionellen Isocyanate ist z. B. 1- Isocyanato-3- (isocyanatomethyl)-3, 5,5-trimethylcyclohexan

(IPDI). Als Vertreter der aromatischen multifunktionellen Isocyanate seien genannt: 2,4- und 2,6-Diisocyanatotoluol sowie das entsprechende technische Isomerengemisch (TDI); Diphenylmethandiisocyanate, wie Diphenylmethan-4,4'- diisocyanat, Diphenylmethan-2, 4'-diisocyanat,

Diphenylmethan-2 ,2'-diisocyanat sowie die entsprechenden technischen Isomerengemische (MDI). Ausserdem sind zu nennen Naphthalin-1,5-diisocyanat (NDI) sowie 4,4',4"

Triisocyanatotriphenylmethan. Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 50°C und 150°C, besonders bevorzugt bei 60°C bis 120°C und vorzugsweise bei Normaldruck durchgeführt.

Die erfindungsgemäss hergestellten, vernetzbaren Zusammensetzungen eignen sich ausgezeichnet als Abdichtungsmassen für Fugen, einschliesslich senkrecht verlaufender Fugen, und ähnlichen Leerräumen, z.B. von Gebäuden, Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, oder als Klebstoffe, insbesondere zum Verbinden von Substraten mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten z.B. im Fahrzeugbau, Fassadenbau oder Solaranwendungenoder Verkittungsmassen, z.B. im Fensterbau oder bei der Herstellung von Vitrinen, sowie zur Herstellung von Schutzüberzügen oder von gummielastischen Formkörpern sowie für die Isolierung von elektrischen oder elektronischen Vorrichtungen. Insbesondere geeignet sind die erfindungsgemässen Zusammensetzungen als Abdichtungsmassen für Fugen mit möglicher hoher Bewegungsaufnahme.

Für die Vernetzung der erfindungsgemässen Zusammensetzung reicht der übliche Wassergehalt der Luft aus. Die Vernetzung kann bei Raumtemperatur oder, falls erwünscht, auch bei höheren oder niedrigeren Temperaturen, z.B. bei -5 bis 10°C oder bei 30 bis 50°C, durchgeführt werden. Die Vernetzung wird bevorzugt bei Normaldruck durchgeführt.

Die erfindungsgemässen silanterminierten Polymere können auch als 2-Komponentensystem formuliert werden. Dabei enthält die zweite Komponente neben Hilfsstoffen auch Wasser, welches nach der Mischung mit der ersten Komponente die Tiefendurchhärtung stark beschleunigt. Entsprechende 2-Komponentensysteme sind dem Fachmann bekannt und sind beispielsweise in EP2009063 oder EP2535376 beschrieben, deren Inhalt durch Verweis einbezogen wird.

Die erfindungsgemässen Zubereitungen können noch weitere Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten. Zu diesen Hilfs- und Zusatzstoffen gehören beispielsweise weitere silanterminierte Polymere, Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Füllstoffe, Reaktivverdünner, Trockenmittel, Haftvermittler und UV-Stabilisatoren, rheologische Hilfsmittel, Farbpigmente oder Farbpasten, Katalysatoren zur Vernetzung und/oder gegebenenfalls auch im geringen Umfang Lösungsmittel. Solche Hilfs- und Zusatzstoffe sind dem Fachmann bekannt.

Beispiele

Vergleichsbeispiele 1 bis 10 und erfindungsgemässe Beispiele 11-20

230g (11.65mmol, bestimmt über Titration der OH-Zahl) Acclaim Polyol 18200N werden in einen Reaktionskolben gegeben und 30min bei 80°C und Imbar vorgetrocknet. Das Vakuum wird mit Stickstoff gebrochen. Innert 2 Minuten werden bei einer Rührgeschwindigkeit von 170rpm 5.09g (23.3mmol) 3-

Isocyanatopropyltrimethoxysilan 94% langsam zugetropft. 2 Minuten nach vollständiger Zugabe des

Isocyanatopropyltrimethoxysilans wird der Reaktionsmischung die Katalysatoren-Mischung (siehe Tabelle) gelöst in Diisononylphthalat zugegeben. Der Reaktionsfortschritt wurde mittels FTIR anhand der Zunahme der Absorption bei 1722cm-1 (C=O Absorption des Produktes) und der Abnahme der Absorption bei 2270cm-1 (NCO Absorption des Eduktes) bestimmt.

TMS-NGO: 3-Isocyanatopropyltrimethoxysilane

Vergleichsbeispiele 21 bis 26 und erfindungsgemässe Beispiele 27-29 230g (11.65mmol, bestimmt über Titration der OH-Zahl) Acclaim

Polyol 18200N werden in einen Reaktionskolben gegeben und 30min bei 80°C und Imbar vorgetrocknet. Das Vakuum wird mit Stickstoff gebrochen. Innert 2min werden bei einer Rührgeschwindigkeit von 170rpm 6.13g (23.3mmol) 3- Isocyanatopropyltriethoxysilane 94% langsam zugetropft. 2min nach vollständiger Zugabe des Silans wird der Reaktionsmischung die Katalysatoren-Mischung (siehe Tabelle) gelöst in Diisononylphthalat zugegeben. Der

Reaktionsfortschritt wurde mittels FTIR anhand der Zunahme der Absorption bei 1722cm-1 (C=O Absorption des Produktes) und der Abnahme der Absorption bei 2270cm-l (NCO Absorption des Eduktes) bestimmt. TES-NCO : 3-Isocyanatopropyltriethoxysilane