本发明专利技术涉及双组分聚氨酯组合物，基于平均分子量为至少500g/mol的所有多元醇的总量，其包含至少55重量％的聚丁二烯多元醇和至少一种潜伏固化剂，其中潜伏固化剂的反应性基团的数目与存在的OH‑基团的数目的比例在0.02至0.4的范围内。所述组合物具有长的开放时间，无气泡的固化，极低的玻璃化转变温度，高弹性和出人意料的在宽的温度范围内非常恒定的高强度。其还非常好地粘附至金属基材和非金属基材，其中在玻璃状热塑性塑料上几乎不造成应力开裂。其因此非常适合作为需要在宽温度范围内粘合的结构弹性粘合剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基本不受温度影响的机械性能和高强度的双组分聚氨酯粘合剂
本专利技术涉及弹性双组分聚氨酯粘合剂的领域。
技术介绍
基于聚氨酯的结构粘合剂通常用在制造业中，特别是作为构造粘合剂和装配粘合剂，用以彼此粘合构件，使得粘合复合物成为可持久负重构造的一部分。所述粘合剂通常为弹性的并且必须满足关于可加工性、强度和粘附力的高要求。这样一种粘合剂应当容易加工并且可以以直到10mm及以上的更大层厚度使用，并且不仅在环境温度下而且在受热加速的固化过程中都可以无缺陷地固化达到最终强度。其还应当与涂漆金属基材和具有低表面能的基材建立良好粘附。最后，粘合剂应当在其使用温度范围内(通常在约-40至90℃的范围内)显示出尽可能一致的机械行为，并且在温度改变时没有突然的强度变化和弹性模量变化。对于这些应用来说，已知使用基于疏水多元醇(特别是聚丁二烯多元醇)的双组分聚氨酯粘合剂。所述粘合剂通常具有低吸水性，固化时几乎不倾向于形成气泡并且显示出良好的耐老化性。此外在低能量表面(例如聚烯烃或聚碳酸酯)上的粘附构建通常较好。此外所述粘合剂通常具有对于双组分聚氨酯来说极低的低于-45℃的玻璃化转变温度，这能够实现宽温度范围内的非常一致的机械行为。但是对于许多应用来说，其机械强度不足。希望提高机械强度而不影响有利的温度行为。通常，在例如通过并用增链剂(例如丁二醇)或胺固化剂引入硬质链段时，玻璃化转变温度升高和/或在经固化材料中观察到两个或更多个玻璃化转变温度，这造成使用温度范围内的机械性能的不期望的剧烈变化。此外，粘合剂的加工时间也经常不期望地剧烈缩短。基于聚丁二烯多元醇的双组分聚氨酯粘合剂的另一个优点在于，其无需并用增塑剂即可配制，从而避免增塑剂从粘合剂迁移到例如相邻基材，增塑剂的迁移会导致粘合性能变差。在粘合例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯的玻璃状热塑性塑料(这里，粘合剂中的增塑剂迁移至基材会造成基材中应力开裂的出现)时这是特别有利的。该现象也被称作“环境应力开裂”。WO2014/040922中描述了双组分聚氨酯粘合剂，所述粘合剂包含至少一种多元醇，至少一种多异氰酸酯和至少一种封闭的胺，其用铋(III)-催化剂或锆(IV)-催化剂固化。封闭的胺优选以一定量存在，使得其反应性基团的数目与OH-基团数目的比例在0.1至1的范围内。实施例以接近0.5的比例实施。经固化组合物的机械性能不接近本文描述的有利性能。特别地，公开的组合物不具有低于-45℃的玻璃化转变温度。该文献中没有教导如何获得具有所需性能的材料。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种双组分聚氨酯组合物，所述双组分聚氨酯组合物容易加工，能够迅速且无气泡地固化成具有极低玻璃化转变温度(优选低于-45℃、特别是低于-50℃)和高强度的弹性材料，在宽的温度范围内具有尽可能不变的机械性能和良好的粘附性质。出人意料地通过权利要求1所述的组合物实现了所述目的。所述组合物包含聚丁二烯多元醇和潜伏固化剂的组合，其中潜伏固化剂仅以选定的极低含量存在。出人意料地，相比于不含潜伏固化剂的组合物，根据本专利技术的组合物显示出显著提高的强度和不变的低玻璃化转变温度以及在宽温度范围内不变的非常恒定的机械行为。当提高潜伏固化剂的含量超过根据本专利技术的范围时，观察到机械性质明显变差。还出人意料的是，根据本专利技术的组合物几乎不会在玻璃状热塑性塑料(例如聚碳酸酯)中引起应力开裂，尽管原本预期在固化时从潜伏固化剂中释放的醛或酮会引发这种情况。此外特别出人意料的是，当使用DABCO作为催化剂时，基材中出现应力开裂的倾向特别低并且组合物的机械性能特别好，而在使用DABCO作为催化剂的WO2014/040922中观察到显著降低的强度和可拉伸性。还发现，根据本专利技术的组合物在高温(特别是在60至130℃的范围内)固化方面出人意料地坚固，即使在这样的固化条件下也能获得高品质材料。因此，通过施加热量可以缩短粘合剂的固化时间，这在工业生产中是有利的。所述组合物具有非常有利的性能。其具有较长的开放时间，因此在实践中容易处理。即使在不利的气候条件下(例如高空气湿度和由于热而加速固化)，固化也可以无气泡地进行。所述组合物具有高弹性，出人意料的高强度和极低的玻璃化转变温度，其中在约-40至90℃的宽温度范围内的机械性能是非常恒定的。此外，所述组合物极好地粘附在金属基材和非金属基材上，其中在与玻璃状热塑性塑料接触时几乎不会产生应力开裂。因此所述组合物非常适合作为需要在宽温度范围内粘合的结构弹性粘合剂。本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。具体实施方式本专利技术的主题是组合物，所述组合物由如下组成-第一组分，所述第一组分包含至少55重量％的聚丁二烯多元醇，所述聚丁二烯多元醇的平均分子量在2000至10000g/mol的范围内，并且基于平均分子量为至少500g/mol的所有多元醇的总量计，平均OH-官能度在2.1至4的范围内，和-第二组分，所述第二组分包含至少一种多异氰酸酯，其中两种组分的至少一种还包含至少一种潜伏固化剂，其特征在于，潜伏固化剂的反应性基团的数目与存在的OH-基团的数目的比例在0.02至0.4的范围内。“潜伏固化剂”在本文中表示具有至少两个对异氰酸酯有反应性的基团，其中至少一个基团的反应性被封闭并且可以通过水分活化。“潜伏固化剂的反应性基团”表示潜伏固化剂在通过水分活化之后的所有对异氰酸酯基团有反应性的基团。“分子量”在本文中被理解为分子的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”表示低聚或聚合形式的分子混合物的数均Mn，其通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定。“平均分子量为至少500g/mol的多元醇”表示平均OH-官能度为至少1.5且平均分子量为至少500g/mol的OH-官能物质的工业混合物。以“聚/多”为首的物质名称，如多异氰酸酯或多胺，表示形式上每分子包含两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。“伯羟基”表示结合至具有两个氢的C原子的OH-基团。“伯氨基”表示结合至唯一一个有机基团并且带有两个氢原子的氨基；“仲氨基”表示结合至两个有机基团(其也可以共同成为环的一部分)并且带有一个氢原子的氨基；并且“叔氨基”表示结合至三个有机基团(其中两个或三个也可以成为一个或多个环的一部分)并且不带有氢原子的氨基。“噁唑烷基”在本文中不仅表示四氢噁唑基(5元环)而且表示四氢噁嗪基(6元环)。“开放时间”在本文中表示在组合物的组分混合之后必须要使待粘合部件接合的时间。术语“强度”在本文中表示经固化组合物的强度，其中强度特别意指在0.5至5％的伸长范围内的弹性模量(E-模量)。“储存稳定的”或“可储存的”表示物质或组合物可以在室温下在合适的容器中保存较长时间，通常至少3个月至6个月和更久，而其应用性能或使用性能在储存过程中不会以与其使用相关的程度变化。“室温”表示约23℃的温度。本文的式中的虚线各自表示取代基和相应分子基团之间的键。组合物的两种组分彼此分开制备并且保存在分开的不透水容器中，直到紧接着施用之前或施用过程中才彼此混合使用最后使组合物固化。组合物的第一组分包含至少一种聚丁二烯多元醇，所述聚丁二烯多元醇具有2000至10000g/mol的平均分子量和2.1至4的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.组合物，所述组合物由如下组成‑第一组分，所述第一组分包含至少55重量％的聚丁二烯多元醇，所述聚丁二烯多元醇的平均分子量在2000至10000g/mol的范围内，并且基于平均分子量为至少500g/mol的所有多元醇的总量计平均OH‑官能度在2.1至4的范围内，和‑第二组分，所述第二组分包含至少一种多异氰酸酯，其中两种组分的至少一种还包含至少一种潜伏固化剂，其特征在于，潜伏固化剂的反应性基团的数目与存在的OH‑基团的数目的比例在0.02至0.4的范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.03 EP 16182609.41.组合物，所述组合物由如下组成-第一组分，所述第一组分包含至少55重量％的聚丁二烯多元醇，所述聚丁二烯多元醇的平均分子量在2000至10000g/mol的范围内，并且基于平均分子量为至少500g/mol的所有多元醇的总量计平均OH-官能度在2.1至4的范围内，和-第二组分，所述第二组分包含至少一种多异氰酸酯，其中两种组分的至少一种还包含至少一种潜伏固化剂，其特征在于，潜伏固化剂的反应性基团的数目与存在的OH-基团的数目的比例在0.02至0.4的范围内。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，多异氰酸酯包括4,4'-或2,4'-或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯或这些异构体的任何混合物。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，潜伏固化剂为封闭的胺，所述封闭的胺具有可水解活化的封闭氨基和至少一个另外的反应性基团，所述至少一个另外的反应性基团选自羟基、巯基、仲氨基、伯氨基和可水解活化的封闭氨基。4.根据权利要求1至3任一项所述的组合物，其特征在于，潜伏固化剂为式(IV)的醛亚胺，其中m表示0或1并且n表示1至3的整数，其中(m+n)表示2或3，A表示具有2至20个C原子的任选具有醚-氧的(m+n)价烃基，并且Z表示任选取代的芳族基团或式的基团，其中R1和R2彼此独立地各自表示具有1至12个C原子的一价烃基，或一起表示具有4至12个C原子的二价烃基，其为具有5至8、优选6个C原子的任选取代的碳环的一部分，R3表示氢原子或具有1至12个C原子的烷基或芳烷基或烷氧羰基，并且Y表示其中R4表示具有6至20个C原子的任选包含醚单元或醛单元的一价烃基，并且R5和R6彼此独立地各自表示具有2至20个C原子的任选包含羟基或醚-氧形式的杂原子的一价脂族、脂环族或芳脂族烃基，或者共同表示具有4至12个C原子的二价脂族基团，其为具有5至...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·克尔希，U·波尔克哈德特，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH
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