白色不透明粘合剂制造技术

本发明专利技术公开了不含无机颜料和填料的双组分异氰酸酯型粘合剂组合物，它固化而形成了具有高于大约Ｌ↑［＊］８０的白色不透明外观和高于大约５０的肖氏Ａ硬度的聚氨酯型粘合剂。这类材料尤其适用于生产粘结式过滤器。本发明专利技术进一步描述了使用这些组合物生产粘结式过滤器的方法和这些粘结式过滤器。另外，这些组合物也能够用作双组分家用型粘合剂和／或嵌缝胶，其中两种液体组分刚好在施用之前计量配混在一起，使用的分配装置包括但不限于有两个容器（例如管）的喷胶枪；例如一个管含有多元醇和二醇组分，第二个含有多异氰酸酯。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及聚氨酯型粘合剂，尤其涉及用于制备粘结式过滤器和类似物的双组分异氰酸酯型组合物，以及包括Thermal-BrakeTM等其它应用的粘合剂，用于生产窗户的粘合剂和密封剂，双组分家用型粘合剂和嵌缝胶。本专利技术的背景已知双组分异氰酸酯型粘合剂可用于粘结包括纸，金属和塑料等天然和合成材料。双组分粘合剂一般由多元醇和多异氰酸酯组成，通常在粘结过程前即混合，然后固化以形成聚氨酯型粘合剂。几篇参考文献描述如下U.S.专利No.3,901,852(Shah)公开了包括4，4′-亚甲基双(苯基异氰酸酯)，聚乙二醇和脂族直链二醇的反应产物的聚氨酯型弹性体。弹性体使用一步法形成，其中全部反应物在粘结过程之前同时汇集在一起。Shah已经发现通过控制聚乙二醇与扩链剂的比例在非常仔细确定的范围内和通过与聚乙二醇一起使用某些扩链剂，有可能获得拥有目前商购弹性体全部所需结构强度性能的热塑性聚氨酯。U.S.专利No.3,901,852(Shah)没有教导或建议一种双组分异氰酸酯型粘合剂组合物，使用一步法，其在固化过程中的相分离形成了高度不透明白色聚氨酯。U.S.专利No.4,532,316(Henn)公开了相分离聚氨酯预聚物和弹性体，它通过将分子量600-3500的多元醇，异氰酸酯和低分子量扩链剂反应来制备，其中反应物比率使得异氰酸酯指数大于或等于1.1。预聚物相分离并形成了有优异贮藏稳定性的高度不透明白色固体。Henn进一步描述了聚氨酯弹性体的制备方法，其中预聚物与低分子量扩链剂反应。在最优选的实施方案中，本专利技术的预聚物通过将多元醇以赋予异氰酸酯终端预聚物以窄的分子量分布的这样一种方式缓慢加到液态二异氰酸酯中，接着添加不足量的扩链剂来制备。双组分异氰酸酯型粘合剂组合物要求复杂和高成本地预先形成固化的预聚物，这需要在它的应用之前进行熔化处理。德国专利申请DE4 208 862A1(Boehnke)公开了过滤器元件和它的生产方法，其中粘合剂优选为热熔型粘合剂，但也能够是两组分或单组分粘合剂；例证材料为聚酰胺或聚氨酯粘合剂。该参考文献没有公开怎样形成双组分聚氨酯粘合剂的任何细节或任何它的物理性能。描述了过滤器制造的其它相关专利包括U.S.专利4,210,067(Evans,Jr.)；U.S.专利No.4,227,953(Wasielewski等人)；和U.S.专利No.4,976,857(Solomon)。在粘结式过滤器的生产中，希望有与过滤介质的白色外观匹配的粘合剂。有高度不透明白色外观的粘合剂常通过添加无机颜料和/或填料来形成。普通使用的无机颜料和/或填料的实例包括二氧化钛，氧化锑，氧化锌，硅酸镁(滑石)，硫酸钙，硫酸钡，硼酸锌，无水硅酸钠钾氧化铝，硫酸钙和碳酸钙。然而，这类物质对于粘合剂的外观和加工特性不是理想的。尤其，这些物质经常在计量混合过程之前沉降，使得粘合剂在颜色上看起来不均匀。尽管可以通过添加增稠剂来控制沉降，该添加剂能够进一步不利地影响流动特性，导致纤维穿透和粘结强度降低。与含有无机颜料和/或填料的白色粘合剂相关的另一不利点涉及粘合剂的磨损特性，在于这些物质在计量混合和/或分配装置中经常磨损机械部件。本专利技术人现在已经发现双组分聚氨酯粘合剂体系，拥有白色不透明外观，而无需添加任何填料或颜料。本专利技术的概述本专利技术描述了异氰酸酯型粘合剂组合物，它不含无机颜料和/或填料，但可固化成白色不透明外观。据推测在固化加工过程中这些物质发生相分离从而形成了白色粘合剂。粘合剂也体现特征在于有低的初始粘度，当用于过滤器的制造中时使得有增强的穿透到多孔过滤介质中的能力，并固化形成有良好机械性能和粘结强度的聚氨酯型粘合剂。例如，较低的初始粘度提高了铸封(potting)特性，在于这些物质容易流入过滤介质的复杂褶皱处和流入用于制备粘结式过滤器的封端设计件中。另外，较低的初始粘度经常产生最佳的纤维穿透力和由机械咬合增加的粘结强度(一旦粘合剂组合物已经固化)。本专利技术针对双组分异氰酸酯型粘合剂组合物，优选包括a)以下二者的反应产物ⅰ)至少一种聚合多元醇组分；和ⅱ)至少一种亚烷基二醇组分；和b)至少一种多异氰酸酯组分。上述至少一种聚合多元醇组分和上述至少一种亚烷基二醇组分的反应速率是充分不同的，以便在固化过程中产生相分离。另外，或者作为选择方案，本专利技术进一步针对包括以下成分的反应产物的双组分异氰酸酯型粘合剂组合物a)至少一种包括高MW三醇的聚合多元醇组分；和b)至少一种多异氰酸酯组分，其中上述高MW三醇有充分不同的固有反应速率以在固化过程中产生相分离。优选的是，两组分在室温下都为液体。这些组分一般更容易加工，这在于在一步法之前不需要加热。令人惊奇的是，本专利技术人已经发现上述组分反应而形成了L*白度值高于大约80的聚氨酯型粘合剂，无需添加无机颜料和/或填料。另外，粘合剂固化到肖氏A硬度高于大约60，以及在使用中提供了更耐久和可靠的粘结。本专利技术的异氰酸酯型粘合剂组合物也容易在普通的计量混合装置中加工，而且在25℃+/-10℃下初始粘度低于大约2，000 mPa.s。另一方面，本专利技术公开了被粘结基材的制备方法，包括以下步骤a)提供包括以下组分的物料的混合物1)组分A，包括ⅰ)至少一种聚合多元醇组分；和ⅱ)至少一种亚烷基二醇组分；和2)组分B，包括至少一种多异氰酸酯；b)将上述混合物涂敷于基材上；和c)固化上述粘合剂。基材可以是木材，玻璃，陶瓷，纤维玻璃或塑料。在本专利技术中描述的异氰酸酯型粘合剂尤其适用于粘结式过滤器的生产。特别是，本专利技术公开了粘结式过滤器的生产方法，包括以下步骤a)提供包括以下组分的物料的混合物1)组分A，包括ⅰ)至少一种聚合多元醇组分；和ⅱ)至少一种亚烷基二醇组分；和2)组分B，包括至少一种多异氰酸酯；b)将上述混合物涂敷于过滤器封端件以形成铸封(potted)材料；c)提供至少一种多孔过滤介质；和d)将上述至少一种多孔过滤介质的至少一端放入铸封材料中并固化。这些粘合剂在其它应用领域中的用途包括Thermal-BrakeTM，用于窗户生产中的粘合剂和密封剂，双组分一般家用型粘合剂和嵌缝胶，其中白色是有利的。本专利技术的详细描述如上所述，更具体的是，粘合剂用来生产不含无机颜料和/或填料的粘结式过滤器。这里使用的术语“不含”定义为完全没有上述物质。粘合剂特征体现为有低的初始粘度，固化成白色不透明以及在固化后具有优异的机械性能和粘结强度。在本专利技术中使用至少一种聚合多元醇组分。适合的聚合多元醇的实例包括聚酯多元醇，聚醚多元醇，聚酯醚多元醇，聚碳酸酯多元醇，聚氨酯多元醇，聚丙烯酸酯多元醇，聚己酸内酯多元醇，聚酯酰胺多元醇，羟基终端的橡胶和聚硫醚多元醇。聚醚型多元醇是优选的，这在于这类物质常可降低粘合剂的初始粘度。描述了聚合物流动特性的参考资料可在“Polymer Process Engineering”，Eric A.Grulke，Chapter8，pp363-440，Prentice-Hall，NJ，1994中找到。适合的商购聚醚多元醇包括Voranol222-029，它是购自Dow Chemical(Midland，MI)的聚丙烯型多元醇。聚合多元醇优选在室温下为液体，由ASTM E-222-67(方法B)测得的羟值本文档来自技高网...

【技术保护点】
粘合剂组合物，它包括以下组分的反应产物：ａ）至少一种聚合多元醇组分；ｂ）至少一种亚烷基二醇组分；和ｃ）至少一种多异氰酸酯组分；其中上述组合物不含无机颜料和填料，以及上述组分反应从而形成了Ｌ＊白度值高于大约６０的聚氨酯型粘合剂 。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AM吉奥吉尼，JA哈格奎斯特，
申请(专利权)人：HB福勒许可和财务有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]