粘合剂组合物和粘结方法技术

本发明专利技术提供了用于粘结的粘合剂以及在注射成形工艺中使用该粘合剂将诸如液体硅橡胶之类的弹性体粘结至诸如聚碳酸酯之类的基材的方法，该粘合剂包含封端异氰酸酯和有机碳酸酯，以及任选的苯氧基树脂、催化剂、金属乙酰丙酮化物。

Adhesive composition and bonding method

The present invention provides an adhesive for bonding, and a method of bonding elastomers, such as liquid silicon rubber, to a substrate such as polycarbonate, in an injection molding process, including a capped isocyanate and organic carbonate, and an optional phenoxy resin, catalyst, and B metal B. Acetyl acetone.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘合剂组合物和粘结方法相关申请的交叉引用根据35U.S.C.119(e)，本申请要求于2015年9月21日提交的题为“用于注射成形的粘合剂(AdhesiveforInjectionMolding)”的美国临时专利申请No.62/221,364和2016年2月16日提交的题为“用于注射成形的粘合剂”的美国临时专利申请No.62/295，854的优先权，其公开内容以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及特别适合于注射成形操作的粘合剂组合物，优选涉及将硅氧烷弹性体粘结至聚碳酸酯、其他塑料、金属和其他刚性基材的粘合剂组合物。
技术介绍
硅橡胶(硅树脂)的独特性能归因于作为在其化学结构上的重复单元的强的硅-氧化学键。硅橡胶无臭无味、不支持细菌生长并且不污染或腐蚀其他材料。硅橡胶对氧化和许多化学物质(包括一些酸、碱溶液、溶剂、油和燃料、以及水)具有出色的化学抵抗性。相比于大多数其他弹性体，硅树脂可承受更宽范围的温度极限。硅树脂在电气应用中也具有优异的绝缘性能以及灵活性。常用的硅树脂之一是加成固化的液体硅橡胶(LSR)，其通常以两组分组合物提供，一个组分包含乙烯基化的硅聚合物和铂(Pt)催化剂，以及另一个组分包含乙烯基化的硅聚合物和Si-H低聚物。在使用前将两者混合，然后在高温下加热硫化。硅树脂的另一种形式被称为HCR(高稠度橡胶)。在该形式下，通过双辊磨机将铂催化剂添加到包含氢化硅烷和乙烯基的高粘度硅树脂基质中。在热塑性基材(尤其是聚碳酸酯、聚酯和聚酰胺)上对加成固化的硅树脂进行成形从而得到多材料设计和结合两种基材的最佳属性的性能。然而，由于低表面能和缺乏官能团，所以得到固化硅树脂对塑料的强的粘结不是容易的任务。因此，有必要改变或改进塑料的表面性能而不改变其本体性能。使用几种技术来对表面进行改性以提高粘合性，该技术包括等离子处理、机械或化学处理，以及暴露于火焰、光子或离子束。在这些技术中，等离子处理是提高润湿性和粘结性的常用方法。这种处理导致表面氧化，从而增加其表面能并产生粗糙度。然而，存在与使用等离子处理有关的性能再现性问题。此外，甚至上述表面处理技术也不会产生将与硅树脂共价结合的表面。此外，除了加成固化的硅橡胶外，还希望提供一种用于将过氧化物固化的弹性体注射成形至刚性基材的粘合剂。过氧化物固化的弹性体，如含氟弹性体(FKM)和氢化丁腈橡胶(HNBR)在注射成形中具有广泛的用途，然而将它们粘结至诸如聚酰胺或钢之类的刚性基材可能是具有挑战性的。因此，将加成固化的硅树脂粘结至塑料、金属和其他刚性基材，而无需额外的表面处理的粘合剂体系将对生产效率和更稠度粘结具有显著影响。
技术实现思路
在本专利技术的第一实施方案中，提供了一种粘合剂，其能够在橡胶的固化步骤期间将各类刚性基材(尤其是诸如聚碳酸酯之类的塑料)粘结至液体硅橡胶(LSR)化合物。在本专利技术的优选实施方案中，在模具中引发该固化步骤以获得期望的几何形状，并且该固化步骤可以任选地在后固化步骤中稍后完成。在本专利技术的又一实施方案中，据信粘合剂包括将LSR粘结至各种基材之外的用途，例如实验室研究已表明铝和弹性体(购于道康宁公司的热塑性聚氨酯(TPU)和交联硅橡胶的独特混合物)之间优异的粘合性。此外，本专利技术实施方案的粘合剂可用于各种硅橡胶，包括高温固化硅树脂和低温固化硅树脂。另外的基材包括聚碳酸酯、玻璃、不锈钢、铝、尼龙和(购于DSM工程塑料的高性能热塑性共聚酯)。在本专利技术的一个实施方案中，该粘合剂解决了目前当使用传统LSR粘合剂时遇到的几个问题。由于本专利技术的粘合剂不是基于硅烷化学，因此本专利技术的粘合剂具有改进的涂覆部分的滞留(coatedpartlayover)和耐高湿性。部件可以通过喷涂或刷涂技术用单涂层粘合剂进行涂覆，并且可以在正常工厂条件下放置数天且保持对不同类材料的粘结能力。与硅烷基粘合剂相比，这些粘合剂还能够粘结更宽范围的刚性基材。本专利技术的粘合剂还对各种基材提供牢固的粘合性，并且通常无需等离子处理步骤来改善用于粘合的表面。去除该步骤可节约人力，并且节约最终用户的时间和金钱。据认为该粘合剂具有将多种刚性基材粘结至多种不同的塑料组合物的能力，从而提供牢固的性能。在本专利技术的一个实施方案中，提供了用于将各种刚性基材粘结到弹性体、塑料和TPV的粘合剂。在本专利技术的优选实施方案中，粘合剂尤其适用于注射成形操作，其中，将粘合剂涂布至基材，并在高温高压下通过注射成形操作来涂布液体硅橡胶(LSR)。该粘合剂对各种基材(包括尼龙、聚碳酸酯、不锈钢、铝、玻璃、钢和织物)提供优异的粘合性。此外，对液体硅橡胶的粘合范围包括各种填充的和未填充的、着色的或透明的液体硅橡胶化合物。在本专利技术的优选实施方案中，提供了一种粘合剂，其可在低温固化温度(65℃)下将各种等级的铂固化液体硅橡胶(LSR)粘结至聚碳酸酯，而无需任何表面预处理工艺，如等离子体、电晕、火焰或溶剂处理。该粘合剂体系提供了超过LSR材料的撕裂强度的粘结强度。该粘合剂显示出良好的喷涂特性，使其易于使用空气动力的喷枪进行涂布。这些属性包括低粘度、快速干燥时间、聚合物/金属表面的良好浸润和均匀的稠度。在本专利技术的某些实施方案中，粘合剂以单组分(1K)体系提供，其相对于双组分体系(2K)具有很大的优势，以便于最终用户使用该材料。1K的使用有助于避免与2K材料相关的常见操作问题，包括不适当的混合比、不足的诱导期和不充分的混合。然而，在本专利技术的许多实施方案中，粘合剂可作为单组分或双组分体系提供，并且将通常在涂布条件(即，混合后单组分的或双组分)下对本文所述的粘合剂配方进行描述。在本专利技术的一个实施方案中，提供了这样一种粘合剂配方，其对粘结过氧化物固化弹性体尤其有效，并且解决了以前用于过氧化物固化弹性体的水性粘合剂所遇到的几个问题。过氧化物固化弹性体(如FKM和HNBR)通过与加成固化材料不同的机理来固化，因此将该粘合剂略微改性以利于其与固化体系相互作用。首先，由于化学性质，粘合剂将粘结多种类型的基材，然而以前已知的组合物可以粘结的基材有限。第二，该组合物具有在先前的配方中没有发现的内在挠性和韧性。先前的配方需要来自橡胶的过氧化物以使粘合剂膜适当地固化并粘附至金属基材，而现在本专利技术的粘合剂可以部分固化而不需要额外的过氧化物。这使得本专利技术的粘合剂能更牢固地粘结基材与过氧化物固化化合物。在本专利技术的一个实施方案中，粘合剂配方包含对工作人员和环境有益的水性递送系统，并可作为单一涂层系统提供，其中该涂层系统在不需要等离子体或其他表面处理或基材底涂的情况下工作。此外，本专利技术的某些实施方案的粘合剂展示了至少72小时的滞留阻力(layoverresistance)，同时仍提供优异的粘合性，并且提比LSR的本体粘结力更大的粘结力以提供橡胶撕裂粘结。在本专利技术的替代实施方案中，在基于溶剂的递送系统中提供粘合剂配方，这可以更有效地溶解某些组分材料或溶胀基材以提供更有效的粘结。在本专利技术的又一实施方案中，提供了一种用于注射或压缩成形的粘合剂，其包含苯氧基树脂和有机碳酸酯。在本专利技术另外的实施方案中，粘合剂还包含异氰酸酯，优选封端异氰酸酯，并且最优选地是，封端异氰酸酯包含自封端异氰酸酯，比如MDI-脲二酮。另外的任选成分包括金属乙酰丙酮化物(优选乙酰丙酮锌)、铂催化剂、有机碳酸酯(优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于注射或压缩成型的粘合剂，其包含苯氧基树脂和有机碳酸酯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.21 US 62/221,364;2016.02.16 US 62/295,8541.一种用于注射或压缩成型的粘合剂，其包含苯氧基树脂和有机碳酸酯。2.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含异氰酸酯。3.根据权利要求2所述的粘合剂，其中所述异氰酸酯包含封端异氰酸酯。4.根据权利要求3所述的粘合剂，其中所述封端异氰酸酯包含自封端异氰酸酯。5.根据权利要求4所述的粘合剂，其中所述自封端异氰酸酯包含MDI-脲二酮。6.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含金属乙酰丙酮化物。7.根据权利要求6所述的粘合剂，其中所述金属乙酰丙酮化物包括乙酰丙酮锌。8.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含铂催化剂。9.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含有机碳酸酯。10.根据权利要求9所述的粘合剂，其中所述有机碳酸酯包含碳酸亚丙酯。11.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含聚氨酯树脂。12.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含烯丙基甲氧基硅烷。13.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含双马来酰亚胺。14.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述粘合剂不含任何包含异氰酸酯官能团的材料。15.根据权利要求1所述的粘合剂，其中聚合物成分基本上由自封端异氰酸酯和苯氧基树脂组成，并且其中所述粘合剂还包含碳酸亚丙酯、水或溶剂载体、以及任选的催化剂或金属乙酰丙酮化物。16.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含自封端异氰酸酯、铂催化剂、载液以及任选的金属乙酰丙酮化物、烯丙基甲氧基硅烷或双马来酰亚胺中的至少一种；其中，所述苯氧基树脂以约5重量％至约90重量％的量存在；所述有机碳酸酯以约2重量％至约25重量％的量存在；所述自封端异氰酸酯以约1重量％至约10重量％的量存在；所述铂催化剂以约0.01重量％至至多约1.0重量％的量存在；所述金属乙酰丙酮化物以至多约10重量％的量存在；所述烯丙基甲氧基硅烷以至多约10重量％的量存在；所述双马来酰亚胺以至多约40重量％的量存在；以及所述载液以约50重量％至约90重量％的量存在；其中所述量基于涂布至基材的粘合剂组合物的总重量。17.根据权利要求1所述的粘合剂，包含载液、5.00重量％至25.00重量％的有机碳酸酯以及相对于彼此总计达100重量％的以下组分：50.00重量％至99.99重量％的苯氧基树脂、0至10.00重量％的封端异氰酸酯、0.00至5.00重量％的金属乙酰丙酮化物和0.0001重量％至0.70重量％的铂催化剂。18.根据权利要求17所述的粘合剂，在组件中包含粘结至刚性基材的低温固化液体硅橡胶。19.根据权利要求1所述的粘合剂，包含载液、5.00重量％至25.00重量％的有机碳酸酯以及相对于彼此总计达100重量％的以下组分：50.00重量％至99.99重量％的苯氧基树脂、10.00重量％至50.00重量％的封端异氰酸酯、0.00至10.00重量％的金属乙酰丙酮化物和0.006重量％至1.00重量％的铂催化剂。20.根据权利要求19所述的粘合剂，在组件中包含粘结至刚性基材的高温固化液体硅橡胶。21.根据权利要求1所述的粘合剂，其主要由苯氧基树脂、有机碳酸酯、自封端异氰酸酯、铂催化剂、载液以及任选的金属乙酰丙酮化物、烯丙基甲氧基硅烷或双马来酰亚胺中的至少一种组成；其中，所述苯氧基树脂以约5重量％...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·H·莫里，布莱恩·P·卡尼，丽贝卡·S·考尔斯，塔里克·亚甲，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：美国,US