单组分可固化聚氨酯粘合剂制造技术

一种聚氨酯预聚物，它包括以下组分的反应产物： Ａ）一种或多种多异氰酸酯； Ｂ）平均含有一个以上异氰酸酯反应性结构部分的一种或多种化合物；和 Ｃ）分散体三醇，它基于分散体含有１０－６０ｗｔ％的粒度为１０－５０微米且不与异氰酸酯或异氰酸酯反应性结构部分反应的有机聚合物颗粒；其中预聚物的游离异氰酸酯含量为０．８－２．２％。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请涉及用于粘结多孔和非孔材料的单组分聚氨酯基粘合剂。该粘合剂尤其可用于将玻璃粘结于窗框，例如将挡风玻璃粘结于汽车。聚氨酯粘合剂组合物典型地包括至少一种氨基甲酸乙酯预聚物。用于粘结于非孔基底，如将玻璃粘结于金属的粘合剂是众所周知的。当在生产线上将玻璃安装在汽车上时，优选使用单组分可湿固化的聚氨酯粘合剂，因为在汽车组装车间中施用此类粘合剂所需要的设备不如施用双组分粘合剂所需要的设备那么昂贵。单组分聚氨酯粘合剂公开于US专利4,374,237和4,687,533。在汽车售后维修工业中，常常使用双组分可湿固化聚氨酯粘合剂将玻璃粘结于汽车。使用双组分聚氨酯粘合剂的原因是它们提供快速的初始固化，使得有快速的开走(drive-away)时间。双组分粘合剂需要特殊的施胶机，它在施胶之前将两组分即时按特定比例混合。与用于单组分粘合剂的施胶机相比而言，这些施胶机常常使用起来很困难且花费高。此外，双组分粘合剂的非正确施用或混合将导致差的粘附性。双组分聚氨酯粘合剂是众所周知的，US专利4,835,012和DE4,210,277。还有，市场上需求更简单的施胶系统和更快固化的粘合剂，使得有更快的开走时间。如果粘合剂固化得太快，则在粘合剂变得太难控制而不能操作之前车窗安装者失去了将玻璃安装到窗框上并适当放置所必要的时间。工作时间被定义为施用粘合剂一直到粘合剂变得太难控制而不能操作的时间。在美国的未来法规要求在车辆中有双保险气袋。在碰撞过程中保险气袋膨胀并对挡风玻璃施加附加的压力。联邦交通委员会法规要求挡风玻璃在高达30mph(48KPH)的碰撞力下仍保持完好。这需要在开走时间具有增强的强度的粘合剂。为了满足这一标准，粘合剂的搭接剪切强度-根据ASTM D-3163测定-应该优选是150psi(1033kPa)或更高，并在指定的开走时间内冲击能量强度为9ft-lbs(12.2焦耳)或更高。所以，所需要的是有利于更快速的开走时间，满足以上所定义的强度和冲击要求并提供合理的工作时间使得玻璃能够合适地安装在窗框中的一种单组分聚氨酯粘合剂。还需要的是一种满足这些要求以避免双组分体系的缺点的单组分体系。在一个实施方案中，本专利技术是包括以下组分的反应产物的聚氨酯预聚物A)一种或多种多异氰酸酯；B)平均含有一个以上异氰酸酯反应性结构部分的一种或多种化合物；和C)分散体三醇，它基于分散体含有10-60wt％的粒度为5-50微米且不与异氰酸酯反应性化合物和多异氰酸酯反应的有机聚合物颗粒；其中预聚物的游离异氰酸酯含量为0.8-2.2％。在另一实施方案中，本专利技术是单组分粘合剂组合物，包括A)i)游离异氰酸酯含量为0.8-2.2％的异氰酸酯官能化聚氨酯预聚物及包括包封在涂敷材料内的异氰酸酯官能化聚氨酯预聚物的固化剂的颗粒；或ii)包括一种或多种多异氰酸酯、平均含有一个以上异氰酸酯反应性结构部分的一种或多种化合物和分散体三醇的反应产物的预聚物，该分散体三醇基于分散体含有10-60wt％的粒度为5-50微米且不与异氰酸酯反应性化合物和多异氰酸酯反应的有机聚合物颗粒；其中预聚物的游离异氰酸酯含量为0.8-2.2％；和B)能够催化异氰酸酯结构部分与异氰酸酯反应性结构部分的反应的催化剂。在再一个实施方案中，本专利技术是将两基底粘结在一起的方法，该方法包括让本专利技术的粘合剂组合物与至少一种基底接触和在所施加的粘合剂固化之前让基底沿着已施过粘合剂的基底部分相互接触，然后让粘合剂固化和使基底粘结在一起。在又一实施方案中，本专利技术是将两基底粘结在一起的方法，该方法包括让包封的固化剂颗粒破裂以使固化剂与粘合剂组合物中的预聚物接触，让本专利技术的粘合剂组合物与至少一种基底接触和在所施加的粘合剂固化之前让基底沿着已施过粘合剂的基底部分相互接触，然后让粘合剂固化和使基底粘结在一起。本专利技术的预聚物有利于粘合剂的制备，它解决了熟练人员目前所面临的问题。本专利技术的粘合剂为替换粘结于汽车上的玻璃提供合理的开走时间。该开走时间优选是施用粘合剂后的60分钟和更优选30分钟。本专利技术的粘合剂还提供合适的工作时间，优选6-15分钟，和更优选10-12分钟。另外，在开走时间内粘合剂的搭接剪切强度和冲击能量强度优选分别是150psi(1033kPa)或更高和更优选250psi(1723kPa)或更高和9.0ft-lbs(12.2焦耳)或更高。此外，消除了前面所述的与双组分粘合剂有关的许多问题。可用于本专利技术中的氨基甲酸乙酯预聚物具有足以在固化后制备出交联聚氨酯但不致于高到使预聚物不稳定的平均异氰酸酯官能度。在本文中稳定性是指预聚物或从该预聚物制备的粘合剂在室温下具有至少6个月的储存期，但并不说明在这段时间中粘度的提高会妨碍其应用或使用。优选地，预聚物或从预聚物制备的粘合剂在所述时间中粘度的提高不会超过50％。优选地，平均异氰酸酯官能度是至少2.2和优选至少2.4。低于2.2，预聚物交联足以达到固化粘合剂的所需强度的能力受到限制。预聚物的平均异氰酸酯官能度优选是3.0或更低，和更优选2.8或2.8以下。平均异氰酸酯官能度高于3.0，预聚物和从预聚物制备的粘合剂会显示出不可接受的稳定性。预聚物优选具有一定的游离异氰酸酯含量，该含量有利于从预聚物制备的粘合剂在60分钟后有可接受的强度和有利于预聚物的稳定性。游离异氰酸酯含量优选是0.8wt％或更高(基于预聚物的重量)，更优选1.0wt％或更高，甚至更优选1.2wt％或更高和最优选1.4wt％或更高，且优选2.2wt％或更低，甚至更优选2.1wt％或更低和最优选1.8wt％或更低。高于2.2wt％，从预聚物制备的粘合剂在60分钟后搭接剪切强度太低以致于无法用于预定目的并在从预聚物制备的粘合剂的固化过程中会产生发泡。低于0.8wt％，预聚物显示出不稳定性，例如在3天内凝胶化。预聚物的重均分子量优选是3,000或更高，更优选4,000或更高，甚至更优选5,000或更高和最优选6,000或更高；且优选20,000或更低，更优选15,000或更低，甚至更优选10,000或更低和最优选8,000或更低。预聚物优选显示出一种粘度，该粘度有利于具有良好原始强度的可泵抽粘合剂的配制。预聚物的粘度优选是20,000厘泊或更低和更优选13,000厘泊或更低，优选3,000厘泊或更高，和更优选6,000厘泊或更高和最优选8,000厘泊或更高。粘合剂的粘度可用填料来调节，但填料不能改进最终粘合剂的原始强度。低于3,000厘泊，从预聚物制备的粘合剂将会显示出差的原始强度。高于20,000厘泊，预聚物将会不稳定并发生凝胶化。预聚物可通过任何合适的方法制备，如通过让平均含有一个以上，和优选至少两个异氰酸酯反应性基团的一种或多种化合物或聚合物与化学计量过量的多异氰酸酯在反应条件下反应，该条件足以形成异氰酸酯官能度和游离氰酸酯含量满足以上所讨论标准的一种预聚物。用于制备预聚物的优选多异氰酸酯包括任何脂族，环脂族，芳脂族，杂环族或芳族多异氰酸酯，或其混合物，平均异氰酸酯官能度为至少2.0和当量为至少80。多异氰酸酯的异氰酸酯官能度优选是至少2.0，更优选至少2.2，和最优选至少2.3；且优选不高于4.0，更优选不高于3.5，和最优选不高于3.0。也可以使用更高的官能度，但它们的使用将会导致过量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·布哈特，S·D·里茨克，D·K·霍夫曼，
申请(专利权)人：爱赛克斯特种产品公司，陶氏化学公司，
类型：发明
国别省市：