RU2672103C2

Phosphine-catalysed, michael addition-curable sulphur-containing polymer compositions

Abstract

FIELD: chemistry. SUBSTANCE: invention relates to phosphine-catalysed sealing compositions containing sulphur-containing prepolymers. Embodiments of sealing compositions are described, comprising: (a) a Michael acceptor-terminated sulphur-containing prepolymer; (b) a thiol-terminated sulphur-containing prepolymer, where the thiol-terminated polythioether prepolymer comprises a backbone with a structure of formula (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6), wherein each R1 is independently selected from C2-10 alkanediyl, C6-8 cycloalkanediyl, C6-10 alkanecycloalkanediyl, C5-8 heterocycloalkanediyl and –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, s is an integer of 2–6; q is an integer of 1–5; r is an integer of 2–10; each R3 is independently selected from hydrogen and methyl; and each X is independently selected from -O-, -S-, -NH- and -N(-CH3)-; each R2 is independently selected from C1-10 alkanediyl, C6-8 cycloalkanediyl, C6-14 alkanecycloalkanediyl and –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, where s, q, r, R3 and X have the values defined for R1; m is an integer of 0–50; n is an integer of 1–60; p is an integer of 2–6; and (c) a phosphine catalyst. Cured sealant formed from the above composition is also described. Method for using the above composition is described, comprising applying the composition to a substrate and curing to produce a cured sealant. Aerospace device containing the above cured sealant is described. EFFECT: obtaining a rapidly curing composition after activation, obtaining cured sealants having improved properties. 19 cl, 1 dwg, 5 ex

RU2672103C2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 57

Term

8.4 yearsleft in the term

Expires 6 March 2035.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today
  5. Expires

19 claims: 11 independent, 8 dependent

  1. 1
    Sealing composition, including:1. Герметизирующая композиция, включающая: (a) a sulfur-containing prepolymer with Michael accepting end groups;(а) серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля;(b) a thiol-terminated sulfur-containing prepolymer, where the thiol-terminated polythioether prepolymer comprises a backbone with the structure of formula (6): (b) серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами, где форполимер политиоэфира с концевыми тиольными группами включает основную цепь со структурой формулы (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6) –Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n- (6) wherein в которой every rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-10 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r- where каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-10 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from -O-, -S-, -NH- and -N (-CH3) -;каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NН- и -N(-CH3)-;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X have the meanings defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r, R3 и Х имеют значения, определённые для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;and n является целым числом 1-60;и p is an integer of 2-6;and p является целым числом 2-6;и (c) phosphine catalyst. (с) фосфинный катализатор.
  2. 3
    Sealing composition containing:3. Герметизирующая композиция, содержащая: (a) a sulfur-containing prepolymer with Michael accepting end groups, including a polythioether prepolymer with Michael accepting end groups, formula (11a), a polythioether prepolymer with end groups that are Michael acceptor, formula (11b), or a combination of these: (а) серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, включающий форполимер политиоэфира с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, формулы (11а), форполимер политиоэфира с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, формулы (11b), или их комбинацию: R6–S – Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n–S – R6 (11a) R6–S–R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n–S–R6 (11a) {R6–S – Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n–S –– V'–}zB (11b) {R6–S–R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n–S––V’–}zB (11b) in which: в которых: every rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-10 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r- where каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-10 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from -O-, -S-, -NH-, and -N (-CH3) -;каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NH- и -N(-CH3)-;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X are those defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r , R3 и Х являются теми, что определены для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;n является целым числом 1-60;p is an integer of 2-6;р является целым числом 2-6;B is the core of a z-valent, polyfunctionalizing agent B (-V)z, wherein В представляет собой ядро z-валентного, полифункционализующего агента В(-V)z, в котором z is an integer of 3-6;and z является целым числом 3-6;и each V is a group that includes a terminal group that reacts with a thiol group;and каждый V представляет собой группу, включающую концевую группу, реагирующую с тиольной группой;и each -V'- is obtained by the reaction of -V with a thiol;каждый -V'- получен по реакции -V с тиолом;every r6 independently has the structure of formula (13a): каждый R6 независимо имеет структуру формулы (13а): -SN2-SN2-S (O)2-Rten-CH (-OH) -Rten-S (O)2-CH = CH2 (13a) -СН2-СН2-S(O)2-R10-СН(-ОН)-R10-S(O)2-СН=СН2 (13a) where each rten independently selected from C1-3 alkandiyl;где каждый R10 независимо выбран из C1-3 алкандиила;(b) a thiol-terminated sulfur-containing prepolymer;and (b) серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами;и (c) phosphine catalyst. (с) фосфинный катализатор.
  3. 4
    Sealing composition containing:4. Герметизирующая композиция, содержащая: (a) a sulfur-containing prepolymer with Michael accepting end groups, where a sulfur-containing prepolymer with Michael accepting end groups includes the reaction products of reagents, including: (а) серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, где серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, включает продукты реакции реагентов, включающих: (i) a sulfur-containing prepolymer;and (i) серосодержащий форполимер;и (ii) a compound having an end group that is a Michael acceptor, and a group that can react with an end group of a sulfur-containing prepolymer, where a compound that includes an end group that is a Michael acceptor, and a group that can react with an end group of a sulfur-containing prepolymer, includes bis (sulfonyl) alkanol, bismaleimide, or a combination thereof;(ii) соединение, имеющее концевую группу, являющуюся акцептором Михаэля, и группу, которая может вступать в реакцию с концевой группой серосодержащего форполимера, где соединение, включающее концевую группу, являющуюся акцептором Михаэля, и группу, которая может вступать в реакцию с концевой группой серосодержащего форполимера, включает бис(сульфонил)алканол, бисмалеимид или их комбинацию;(b) a thiol-terminated sulfur-containing prepolymer, where the thiol-terminated polythioether prepolymer comprises a backbone with the structure of formula (6): (b) серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами, где форполимер политиоэфира с концевыми тиольными группами включает основную цепь со структурой формулы (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6) –Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n- (6) wherein в которой every rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-10 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r- where каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-10 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from -O-, -S-, -NH- and -N (-CH3) -;каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NН- и -N(-CH3)-;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X have the meanings defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r, R3 и Х имеют значения, определённые для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;and n является целым числом 1-60;и p is an integer of 2-6;and p является целым числом 2-6;и (c) phosphine catalyst. (с) фосфинный катализатор.
  4. 7
    The composition according to p. 4, where the compound comprising the end group, which is the Michael acceptor, and the group that can react with the end group of the sulfur-containing prepolymer, includes 1,3-bis (vinylsulfonyl) -2-propanol, 1,1 '- (methylene di-4,1-phenylene) bismaleimide or a combination thereof. 7. Композиция по п. 4, где соединение, включающее концевую группу, являющуюся акцептором Михаэля, и группу, которая может вступать в реакцию с концевой группой серосодержащего форполимера, включает 1,3-бис(винилсульфонил)-2-пропанол, 1,1'-(метиленди-4,1-фенилен)бисмалеимид или их комбинацию.
  5. 9
    Composition according to any one of paragraphs. 1, 3 and 4, where the sulfur-containing thiol-terminated prepolymer includes a thiol-terminated polythioether selected from a thiol-terminated polythioether polymer of the formula (7a), a thiol-terminated polythioether polymer of the formula (7b), or combinations thereof:9. Композиция по любому из пп. 1, 3 и 4, где серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами включает политиоэфир с концевыми тиольными группами, выбранный из полимера политиоэфира с концевыми тиольными группами формулы (7а), полимера политиоэфира с концевыми тиольными группами формулы (7b), или их комбинации: HS – Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n–SH (7a) HS–R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n–SH (7a) {HS – Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n–S – V'–}zB (7b) {HS–R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n–S–V’–}zB (7b) in which each rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r- where в которых каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from -O-, -S-, -NH- and -N (-CH3) -;каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NН- и -N(-CH3)-;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X are those defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r , R3 и Х являются теми, что определены для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;n является целым числом 1-60;p is an integer of 2-6;р является целым числом 2-6;B is the core of a z-valent, polyfunctionalizing agent B (-V)z, wherein В представляет собой ядро z-валентного, полифункционализующего агента В(-V)z, в котором z is an integer of 3-6;and z является целым числом 3-6;и each -V is a group comprising a terminal group that reacts with a thiol group;and каждый -V представляет собой группу, включающую концевую группу, реагирующую с тиольной группой;и each -V'- is obtained by the reaction of -V with thiol. каждый -V'- получен по реакции -V с тиолом.
  6. 10
    Sealing composition containing:10. Герметизирующая композиция, содержащая: (a) a sulfur-containing prepolymer with Michael acceptor end groups, where a sulfur-containing prepolymer with Michael end acceptor groups includes a urethane-containing prepolymer with Michael end-groups;(а) серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, где серосодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля, включает уретансодержащий форполимер с концевыми группами, являющимися акцептором Михаэля;(b) a thiol-terminated sulfur-containing prepolymer, where the thiol-terminated polythioether prepolymer comprises a backbone with the structure of formula (6): (b) серосодержащий форполимер с концевыми тиольными группами, где форполимер политиоэфира с концевыми тиольными группами включает основную цепь со структурой формулы (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6) –Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n- (6) wherein в которой every rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-10 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r- where каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-10 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from -O-, -S-, -NH- and -N (-CH3) -;каждый Х независимо выбран из -О-, -S-, -NН- и -N(-CH3)-;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X have the meanings defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r, R3 и Х имеют значения, определённые для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;and n является целым числом 1-60;и p is an integer of 2-6;and p является целым числом 2-6;и (c) phosphine catalyst. (с) фосфинный катализатор.
  7. 12
    The composition according to p. 11, where each R50 has the structure of formula (6):12. Композиция по п. 11, где каждый R50 имеет структуру формулы (6): –R1–[–S–(CH2)p–O–(R2–O)m–(CH2)2–S–R1–]n– (6) –Rone- [- S– (CH2)p–O– (R2–O)m- (CH2)2–S – Rone-]n- (6) wherein в которой every rone independently selected from C2-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkandiyl, C5-8 heterocycloalkandiyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, каждый R1 независимо выбран из С2-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила, С5-8 гетероциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, Where где s is an integer of 2-6;s является целым числом 2-6;q is an integer of 1-5;q является целым числом 1-5;r is an integer of 2-10;r является целым числом 2-10;every r3 independently selected from hydrogen and methyl;and каждый R3 независимо выбран из водорода и метила;и each X is independently selected from —O—, —S—, and –NR, where R is selected from hydrogen and methyl;каждый Х независимо выбран из -О-, -S- и –NR, где R выбран из водорода и метила;every r2 independently selected from C1-10 alkandiil, C6-8 cycloalkandiyl, C6-14 alkancycloalkanediyl and - [(- CHR3-)s–X–]q- (- CHR3-)r-, where s, q, r, R3 and X are those defined for Rone;каждый R2 независимо выбран из C1-10 алкандиила, C6-8 циклоалкандиила, С6-14 алканциклоалкандиила и –[(–CHR3–)s–X–]q–(–CHR3–)r–, где s, q, r, R3 и Х являются теми, что определены для R1;m is an integer of 0-50;m является целым числом 0-50;n is an integer of 1-60;and n является целым числом 1-60;и p is an integer of 2-6. р является целым числом 2-6.
  8. 13
    Composition according to any one of paragraphs. 1, 3, 4, and 11, where the phosphine catalyst comprises a tertiary n-hydroxy-substituted alkylphosphine. 13. Композиция по любому из пп. 1, 3, 4 и 11, где фосфинный катализатор включает третичный н-гидрокси-замещённый алкилфосфин.
  9. 14
    Composition according to any one of paragraphs. 1, 3, 4, and 11, where the phosphine catalyst comprises trihydroxypropylphosphine. 14. Композиция по любому из пп. 1, 3, 4 и 11, где фосфинный катализатор включает тригидроксипропилфосфин.
  10. 15
    Composition according to any one of paragraphs. 1, 3, 4 and 11, where the composition comprises 0.01-0.4% of a phosphine catalyst, where the mass% is relative to the total mass of the solid substance of the composition. 15. Композиция по любому из пп. 1, 3, 4 и 11, где композиция включает 0,01-0,4% фосфинного катализатора, где масс.% приведены относительно общей массы твёрдого вещества композиции.
  11. 16
    Composition according to any one of paragraphs. 1, 3, 4 and 11, prepared as a sealant. 16. Композиция по любому из пп. 1, 3, 4 и 11, приготовленная в качестве герметика.