改良的单组分可湿固化粘合剂制造技术

技术编号:17268991 阅读:29 留言:0更新日期:2018-02-14 18:12
一种改良的单组分可湿固化组合物由异氰酸酯官能预聚物、环状硅烷、填充剂和催化剂组成。粘合剂组合物尤其可用于粘合在玻璃边缘涂覆有玻璃料的凹陷弯曲玻璃和冲压弯曲玻璃,如用于汽车挡风玻璃。

Modified single component wettable curing adhesive

An improved single component wettable curing composition is composed of isocyanate functional prepolymer, cyclic silane, filler and catalyst. The adhesive composition can be used especially for glued curved glass and punched curved glass coated on the edge of glass, such as a car windshield.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改良的单组分可湿固化粘合剂
本专利技术涉及单组分可湿固化聚氨基甲酸酯粘合剂。具体来说,可湿固化聚氨基甲酸酯粘合剂可用于在不利用底漆辅助玻璃粘接的情况下将汽车玻璃粘接到车辆上。
技术介绍
单组分可湿固化聚氨基甲酸酯(PU)粘合剂用于汽车玻璃粘接已超过40年,如Rizk,U.S.4,780,520;Bhat,U.S.5,976,305;Hsieh等人,U.S.6,015,475和Zhou,美国专利6,709,539所描述。通常,PU粘合剂与底漆结合使用以促进粘合剂与汽车玻璃和经喷漆车身两者之间的粘接。通过在PU粘合剂中使用有助于油漆粘接的硅烷化预聚物,已经开发了无底漆喷漆PU粘合剂。然而,无底漆的玻璃粘合尤其在用于冲压弯曲玻璃时仍存在问题。基于制造汽车窗玻璃的方法,可以将玻璃料分成两个主要类别:凹陷弯曲玻璃料和冲压弯曲玻璃料。在凹陷弯曲方法中,将一片扁平玻璃放置在模具顶上并将其加热到黏弹性相,其中所述玻璃的韧性足以使其在重力作用下变形为期望的形状。在冲压弯曲方法中,将玻璃片加热并随后使用涂布有耐火纤维(金属或高熔点纤维玻璃)的冲压杆压入到模具中。纤维有助于弯曲玻璃料从冲压杆释放。在这两种方法中,由不同氧化物颗粒构成的无机玻璃料沉积在窗户边缘上。在弯曲过程期间,玻璃料熔化并熔融,从而在窗户周围形成黑带。带用于装饰作用和将其粘接到车辆的粘合剂的UV保护。凹陷弯曲玻璃料一般是非晶形的并且比冲压弯曲玻璃料光滑。冲压弯曲玻璃料通常用结晶长晶剂接种,所述结晶长晶剂使玻璃料在熔融之后至少部分结晶,从而例如有助于减少或消除冲压杆的粘滞。相比之下,凹陷弯曲玻璃料几乎总是非晶形。因为冲压弯曲玻璃料经过调配以消除冲压杆的粘滞,所以冲压弯曲玻璃更加难以并且一直更加难以粘接到车辆中。期望提供一种单组分可湿固化粘合剂,其解决一或多种以上难题并尤其提高PU粘合剂与冲压弯曲窗的粘合力,尤其在不使用底漆的情况下。
技术实现思路
本专利技术的第一方面是一种包含(a)异氰酸酯官能预聚物、(b)环状硅烷、(c)填充剂和(d)催化剂的单组分可湿固化粘合剂组合物。本专利技术的第二方面是一种将至少两个基材粘接在一起的方法,其包含:(i)将第一方面的粘合剂组合物传递到涂覆喷嘴,(ii)经由涂覆喷嘴将步骤(i)中的粘合剂组合物的珠体(bead)涂覆到至少一个基材的至少一部分上。(iii)将待粘接的基材接触并(iv)使粘合剂组合物固化。本专利技术的第二方面在其中一个基材是在涂覆粘合剂的边缘上具有冲压弯曲玻璃料的冲压弯曲玻璃时意外地有用。多种基材可使用粘合剂组合物粘接在一起,例如塑料、玻璃、木材、陶瓷、金属、经涂布基材(如上面安置有耐磨涂层的塑料)等。本专利技术的组合物可用于将类似和不类似的基材粘接在一起。所述组合物尤其适用于将玻璃或上面安置有耐磨涂层的塑料粘接到其它基材,如车辆和建筑物。本专利技术的组合物还适用于将模块化组件的部分粘接在一起,如车辆模块化组件。具体来说,组合物适用于将具有冲压弯曲玻璃料的汽车窗玻璃粘接到汽车。粘合剂展现快速强度发展,其促进在约0°F(-18℃)到约115°F(46℃)的温度下涂覆粘合剂之后优选地一小时且更优选地30分钟的快速驾离时间。具体来说,在此类条件下安装的挡风玻璃满足美国联邦汽车安全性标准(UnitedStatesFederalMotorVehicleSafetyStandard,FMVSS)212。在一些优选实施例中,本专利技术的组合物不导电并展现约15或更小的介电常数。本专利技术的组合物通常展现约1MPa或更大、更优选地约2MPa或更大并且优选地约4MPa或更小的涂覆两周之后的模量,其根据ASTMD4065在25℃下测量。此模量为合乎期望的,因为其允许足够顺应的粘合剂吸收汽车的挡风玻璃经历的振动和冲击并且仍具有将挡风玻璃粘合于汽车中的强度。具体实施方式粘合剂组合物由环状硅烷、异氰酸酯官能预聚物、填充剂和催化剂组成。环状硅烷是具有3到8元环无π共轭键结(即无芳基)的化合物,其中Si邻近环中的杂原子(例如,O、N或S)并且Si具有附属于其的至少一个可水解基团(例如,芳氧基或烷氧基)。环状硅烷在硅与杂原子之间开环时形成活性氢,所述活性氢附属自与异氰酸酯反应的杂原子。环可以含有超过一种杂原子并且环成员可以具有侧基,所述侧基是杂原子或烃部分,如C1-C12或H。优选地,这类侧基是H或C1-C3烷基。已知环状硅烷基团的形成并描述于例如各自以引用的方式并入本文中的美国专利第3,146,250;3,215,718;3,417,121;4,839,453号中。期望地,环状硅烷具有以下通式结构:(i)(ii)或(i)和(ii),其中X是O、S或N-R2,其中R2是C1-C12烷基、烷芳基或芳基,并且R1独立地是C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基,条件是至少一个R1是C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基。期望地,每一R1是:C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基;更加期望地,每一R1是C1-C12烷氧基;并且最期望地,每一R1是C1-C3烷氧基。期望地,每一X是S或N-R2。R2优选是C1-C12烷基。期望粘合剂组合物由环状硅烷(i)组成。期望地,X是S、N-R2并且每一R1是C1-C12烷氧基或C1-C3烷氧基。更加期望地,X是N-R2并且每一R1是C1-C12烷氧基或C1-C3烷氧基。示例性化合物包括二甲氧基硫代硅杂环戊烷(DTSCP)和(N-丁基)氨基二甲氧基硫代硅杂环戊烷(N-Bu-ADSCP)和可获自西格玛奥德里奇公司(SigmaAldrich),StLouis,MO。环状硅烷通常呈约0.01粘合剂组合物的重量份或更高、更优选地约0.1重量份或更高并且最优选地约1重量份或更高的量存在。优选地,环状硅烷呈约5粘合剂组合物的重量份或更低、更优选地约4重量份或更低并且甚至更优选地约3重量份或更低的量存在。一般来说,环状硅烷呈使得分子比NCO/硅烷基团是约20/1或10/1到约1/1的量存在。异氰酸酯官能预聚物以足以向粘合剂组合物提供粘合特征的数量存在。此类预聚物具有足以允许在固化后制备交联聚氨基甲酸酯并且不会太高以至于聚合物不稳定的平均异氰酸酯官能度。在这种情形下,“稳定性”意指预聚物或由预聚物制备的粘合剂的存放期在环境温度下为至少四个月,因为其在这一阶段期间未展现防止其施用或使用的粘度增加。举例来说,粘度不应上升过大以使其对于泵送粘合剂组合物不实用。优选地,预聚物或由其制备的粘合剂在所述阶段期间未经历超过约50%的粘度增加。预聚物优选地具有促进在60分钟之后由预聚物制备的粘合剂的可接受强度和预聚物的稳定性的游离异氰酸酯含量。优选地,游离异氰酸酯含量以预聚物的重量计为约0.6重量%或更大并且更优选地约0.8重量%或更大,并且优选地约5.0重量%或更小,更优选地约3.5或更小,甚至更优选地约3.0重量%或更小,并且甚至更优选地约2.6重量%或更小。高于约5.0重量%,由预聚物制备的粘合剂可以在60分钟之后展现搭接剪切强度,这对于预期用途来说可能太低。在约0.8重量百分比以下,预聚物粘度可能太高以致不能操控并且工作时间可能太短。预聚物优选地展现粘度,其促进具有良好湿强度的可泵送粘合剂的调配。优选地,预聚物的粘度为约100,000厘泊(本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种单组分可湿固化粘合剂组合物,包含(a)异氰酸酯官能预聚物、(b)环状硅烷、(c)填充剂和(d)催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 US 62/1845431.一种单组分可湿固化粘合剂组合物,包含(a)异氰酸酯官能预聚物、(b)环状硅烷、(c)填充剂和(d)催化剂。2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物,其中所述环状硅烷由以下组成:(i)(ii)或(i)与(ii)的混合物,其中X是O、S或N-R2,其中R2是C1-C12烷基、烷芳基或芳基,并且R1独立地是C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基,条件是至少一个R1是C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基。3.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中每一R1是C1-C12烷氧基或C1-C12酰氧基。4.根据权利要求3所述的粘合剂组合物,其中每一R1是C1-C12烷氧基。5.根据权利要求4所述的粘合剂组合物,其中每一R1是C1-C3烷氧基。6.根据权利要求5所述的粘合剂组合物,其中每一X是S或N-R2。7.根据权利要求2所述的粘合剂组合物,其中环状硅烷是(i)。8.根据权利要求7所述的粘合剂组合物,其中X是S、N-R2并且每一R1是C1-C12烷氧基。9.根据权利要求8所述的粘合剂组合物,其中R1是C1-C3烷氧基。10.根据权利要求1所述的粘合剂组合物,其中所述异氰酸酯官能预聚物具有由聚醚、聚酯或其组合组成的聚合物主链。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·E·豪斯B·库马G·L·加拉内拉
申请(专利权)人:陶氏环球技术有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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