由分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物组成的水基胶粘剂制造技术

本发明专利技术涉及一种水基胶粘剂。所述胶粘剂包含分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物。

A water-based adhesive composed of a dispersed polymer and an emulsified silicone resin polymer

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物组成的水基胶粘剂本专利技术涉及根据独立权利要求前序部分的水基胶粘剂、用这种胶粘剂粘合的方法、用该胶粘剂粘合的绝缘材料以及有机硅树脂聚合物用于这种胶粘剂的用途。对于在长期耐受350℃以上的发动机舱或排气系统中耐高温的绝缘材料(例如，玻璃纤维垫/铝箔)的层压，市场上只有有限的胶粘剂选择。通常使用有机硅胶粘剂，其为100％体系或是基于溶剂。这些有机硅胶粘剂通常是双组分体系，其首先是交联的，并且在施用后在交联通道中缩合。然而，这种体系仅可以在约180℃至210℃的温度下使用。现代发动机现今的一个问题是，由于CO2和NOx的问题，它们必须均匀且快速地被加热。对于横向安装的发动机，涡轮增压器通常位于端壁侧上。热量积聚在这里，特别是在发动机关闭后。这些热/冷瞬间对辅助部件造成最大的应力。可能存在软管爆裂的情况，其结果是发动机损坏或发动机/车辆失火。一种单组分体系描述于US2009/0111931A1中，其由在高温下硫化的有机硅弹性体组合物组成。该胶粘剂的成分包括聚有机硅氧烷，并且该胶粘剂在温和温度下具有长期稳定性。然而，这种组合物的缺点是其具有高粘度，因此不能充分地渗透到待粘合的织物上。一般而言，织物必须相应地进行预处理。这可能导致材料成本更高。JP3811220B2描述了一种防潮胶粘剂，其是水基的并且包含分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物；然而，这种称为胶乳的组合物并未表现出耐热性。因此，本专利技术的一个目的是克服现有技术的缺点。更具体的意图是提供一种水基胶粘剂，该胶粘剂在高温下牢固粘合，不可燃，并且适用于制备必须耐高温的绝缘材料。本专利技术涉及一种水基胶粘剂，其包含分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物。所述聚合物分散在水相中。所述有机硅树脂乳液优选为水性甲基/苯基-有机硅树脂乳液(Me/Ph-Si树脂)，例如来自WackerChemieAG的MPF52E。“水基”是指连续相是水。由100％热塑性聚合物，例如乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物组成的可热封胶粘剂在室温下表现出强粘合性，并且适合粘合各种基材。然而，用这种胶粘剂制备的组件缺乏足够的耐热性；当充分地暴露于热时，基材彼此分开。水基的有机硅树脂，例如在涂料中遇到的那种，不表现出粘合性，但确实具有良好的耐热性。目前令人惊讶地发现，通过在水性基础上结合分散的聚合物和水性有机硅树脂聚合物乳液，得到的胶粘剂在高温下粘附良好，不可燃，在储存时稳定，并且耐多种溶剂、油和酸。特别地，包含具有丙烯酸酯或丙烯酸的共聚物的分散的聚合物对于汽油、柴油、发动机油、制动液、刹车清洁剂和盐砂溶液(saltgritsolution)表现出良好的耐介质性。水基胶粘剂可包含溶剂。但是，溶剂含量不应超过6重量％。低溶剂含量首先有助于降低对环境的影响，并改善职业卫生。该胶粘剂适用于粘合各种基材，例如金属或金属箔，尤其是铝和玻璃纤维。也可以想到其他基材：硅酸盐纤维；聚酰胺纤维，例如凯夫拉尔纤维(kevlar)或芳纶；聚丙烯腈纤维和/或碳纤维。这些材料可以任何组合彼此粘合。用本专利技术的胶粘剂制备的组件甚至在干燥之后仍保持其原始性能，例如柔性。该胶粘剂不会引起材料的任何硬化。胶粘剂可以采用单组分体系的形式。成分可以预混合。例如，可以通过激活-加热来获得粘合功能。这种胶粘剂便于处理，并且简化施加胶粘剂的方法。此外，与双组分体系相比，可以节省材料成本。例如，借助于双组分硅胶粘剂在玻璃垫和铝箔之间的粘合需要预涂覆玻璃垫，因为否则双组分体系就不能充分渗透材料。本专利技术的单组分体系可以具有低粘度，很好地润湿玻璃垫，并且不需要预涂覆。因此，可以节省材料。分散的聚合物优选是热塑性聚合物。分散的聚合物可用作粘合剂。热塑性聚合物的优点是其对粘合性能有正影响。热塑性聚合物可以具有极性基团。例如，该极性基团可以是羟基和/或羧基。极性基团确保待粘合的各种基材(例如铝或玻璃)的粘合。热塑性聚合物优选为选自以下的共聚物或共聚物的组合：丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-氨基甲酸酯共聚物、聚氨酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物。通过选择热塑性塑料可以控制期望的性能。有机硅树脂聚合物优选是具有有机侧基的聚硅氧烷。侧基优选选自以下：甲基、苯基、羟基和/或烷氧基。有机硅树脂可以由高度交联的聚硅氧烷组成。侧基可以是甲基和/或苯基。使用苯基作为侧基的一个优点是可以实现胶粘剂的特别高的耐热性。此外，苯基与其他树脂和填料具有相对高的相容性。相对于纯甲基有机硅树脂，热塑性得到改善。硅氧烷主链上的其他侧基可以是例如羟基或烷氧基，这导致在高温下更好的固化。在固化过程中，聚合物链段可以彼此之间，也可以与填料、其它树脂或基材发生缩合反应。特别地，羟基和烷氧基根据缩合反应一起反应，因此导致有机有机硅树脂的后交联并因此导致固化。通过添加锡基催化剂，例如二月桂酸二丁基锡，可以加速缩合反应。后交联优选通过供热进行，更优选在100至300℃，特别优选120至250℃，非常特别优选150至230℃的温度范围内进行。也可以与配方中存在的有机聚合物发生交联，其结果是在树脂的羟基或烷氧基与聚合物的羟基或烷氧基之间发生缩合反应。另一种可能是在Si-H基团和存在于有机硅树脂中的乙烯基之间发生交联。在这种情况下，配方可另外与铂催化剂混合。此外，在上述100至300℃，特别优选120至250℃，并且非常特别优选150至230℃的温度范围内，分散的聚合物中的官能团可以彼此交联。特别是当分散的聚合物具有游离的羟基基团和/或游离的烷氧基并且这些基团进入缩合反应时，情况就是这样。然而，还可以想到通过分散的聚合物的其他官能团的其他反应。有机硅树脂聚合物上的游离官能团的交联反应也是可能的。此外，一方面有机硅树脂聚合物上的游离官能团与另一方面分散的聚合物上的游离官能团之间的交联反应是可能的。由于这种后交联，特别是有机硅树脂的后交联，由胶粘剂和用该胶粘剂粘合的材料实现的耐热性特别高。胶粘剂可包含其他成分。例如，该组合物可以与其它颜料和/或填料混合，以用于高温性能、粘度调节和改善的涂覆。胶粘剂还可以包含增稠剂，优选无机的，更优选细碎的二氧化硅，与有机增稠剂相比，耐热性没有任何劣化。其他可能的添加剂包括中和剂、分散剂、流变助剂、消泡剂和杀生物剂。胶粘剂可以包含催化剂。催化剂可以加速各组分的交联。更快速的交联需要更快速的内聚力发展，即内部强度。因此，粘合的基材的组件可以进一步在更早的阶段进行处理。胶粘剂的固含量优选高于50％重量百分比，更优选60％至80％。在水性体系的情况下，高固含量的优点是可以更快速的干燥和/或干燥所需的能量更少。固含量可以是热塑性聚合物、有机硅树脂聚合物、填料和/或不溶性添加剂的结果。但是，固含量不应在80％以上。过高的填料部分和/或不溶性添加剂对胶粘剂的膜的断裂伸长率具有不利影响。胶粘剂优选具有6至9的pH。pH对组分的配制和相容性起作用。此外，应该选择胶粘剂的pH，使得胶粘剂不会侵蚀待粘合的材料。例如，过高的pH会侵蚀待粘合的铝箔。胶粘剂的粘度可以为1000至50000mPa·s，优选粘度为5000至30000mPa·s，非常优选粘度为5000至15000mPa·s。粘度的数值通过Brookfield方法使用B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基胶粘剂，其包含分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物，其特征在于，所述胶粘剂可通过反应性基团，更特别地通过缩合反应后交联。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.02 EP 17158993.01.一种水基胶粘剂，其包含分散的聚合物和乳化的有机硅树脂聚合物，其特征在于，所述胶粘剂可通过反应性基团，更特别地通过缩合反应后交联。2.如权利要求1所述的胶粘剂，其中所述胶粘剂是单组分体系。3.如权利要求1或2所述的胶粘剂，其中所述分散的聚合物是热塑性聚合物。4.如权利要求3所述的胶粘剂，其中所述热塑性聚合物具有极性基团，并且优选为选自以下的共聚物或共聚物的组合：丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯-氨基甲酸酯共聚物、聚氨酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物。5.如前述权利要求中任一项所述的胶粘剂，其中所述有机硅树脂聚合物是具有有机侧基的聚硅氧烷，所述侧基优选选自以下基团：甲基、苯基、羟基和/或烷氧基。6.如前述权利要求中任一项所述的胶粘剂，其中固含量在50％重量百分比以上，优选为60％至80％。7.如前述权利要求中任一项所述的胶粘剂，其中所述胶粘剂具有6至...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·勒培勒，C·霍索特，B·尼德伯格，
申请(专利权)人：诺莱克斯股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH