基于接枝树脂的粘合剂组合物制造技术

一种可固化粘合剂，其特别适用于注射或压缩成型操作。该粘合剂基于：具有羧酸官能团和丙烯酸酯官能团的聚合物树脂，比如接枝苯氧基树脂；以及其他成分，比如有机碳酸酯、封端异氰酸酯、催化剂、马来酰亚胺化合物、氢化物源和载液。该可固化粘合剂特别适用于将诸如液态硅橡胶或聚丙烯酰胺之类的液态可注射基材粘结至诸如铝、不锈钢或玻璃之类的刚性基材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于接枝树脂的粘合剂组合物相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求以下申请的优先权：于2017年2月20日提交的题为“基于接枝苯氧基树脂的粘合剂组合物(ADHESIVECOMPOSITIONBASEDONGRAFTEDPHENOXYRESINS)”的美国临时专利申请序列No.62/460,907以及于2017年2月20日提交的题为“苯氧基树脂类粘合剂(BENZOXAZINERESINBASEDADHESIVE)”的美国临时专利申请序列No.62/460,915，上述专利申请的公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及特别适合于注射或压缩成型操作的粘合剂组合物和相关方法，优选涉及将诸如液态硅橡胶(LSR)之类的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和相关方法。
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)具有出色的化学耐受性。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态硅橡胶(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，并且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型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坚固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。在压缩和注射成型操作中，粘合剂配制物的研究进展提供了液态硅橡胶和刚性基材之间的牢固粘结。可以对这些粘合剂进行改性，以将各种硅橡胶制品粘结至各种刚性基材，刚性基材包括聚碳酸酯、聚酰胺、金属和其他刚性基材。基于苯氧基聚合物的现有LSR粘合剂在粘结低温LSR材料方面是有效的，但对高温LSR或在溶剂基配制物中效果较差。此外，希望提供一种能够在注射和压缩成型操作中将多种弹性体和热塑性塑料粘结至刚性基材的粘合剂。本专利技术针对这些所感知的需求。
技术实现思路
本文所述的粘合剂特别适用于在压缩和注射成型工艺中粘结两种不同的基材。因此，一种基材通常被称为“液态引入性基材”，而另一种基材通常被称为“刚性基材”。正因如此，相比于在成型操作期间保持相对尺寸稳定的固体基材，液态引入性基材不一定是“液态”的，而是引入成型腔室中的适形/可变形基材。在采用注射成型操作的本专利技术的一个实施方案中，液态引入性基材为可流动的液体，如液态硅橡胶。然而，在采用压缩成型操作的本专利技术的实施方案中，液态引入性基材可为市售的，但在成型工艺中被压缩/变形以与固体基材接合，粘合剂至少部分地设置在液态引入性基材和固体基材之间。液态引入性基材的实例包括液态硅橡胶、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、热塑性聚氨酯、可浇铸聚氨酯等。本专利技术某些实施方案的粘合剂特别适合于粘结过氧化物固化的弹性体，比如氢化丁腈橡胶(HNBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、含氟弹性体(FKM)和氟硅橡胶(FVMQ)。刚性基材的实例包括金属(如不锈钢和铝)、聚酰胺、聚碳酸酯和其他硬质塑料。在本专利技术的一个实施方案中，提供了一类基于包含羧酸官能团和丙烯酸酯官能团(functionality)的聚合物的粘合剂，该类粘合剂不需要对塑料基材进行表面处理并且特别好地粘结至金属。与先前的粘合剂体系相比，这些粘合剂对多种液态硅橡胶和其他可注射基材更为有效。此外，还充分证明了对低温和高温固化LSR以及过氧化物固化的弹性体的有效性。在本专利技术的一个实施方案中，提供了可固化粘合剂，该可固化粘合剂包含接枝苯氧基树脂、有机碳酸酯和溶剂，其中接枝苯氧基树脂包含羧酸官能团和丙烯酸酯官能团。羧酸官能团包含-COOH部分，而丙烯酸酯官能团包含-COOCH3部分。在本专利技术的另一个实施方案中，可固化粘合剂还包含异氰酸酯，优选封端异氰酸酯，并且最优选MDI-脲二酮。在本专利技术的另一个实施方案中，以两部分提供粘合剂，其中在第一部分中提供接枝树脂，与在第二部分中提供的催化剂分开。在本专利技术的另一个实施方案中，如上所述，使用可固化粘合剂将液态引入性基材粘结至刚性基材。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了一种粘结组件，该粘结组件包括用可固化粘合剂粘将液态引入性基材结至刚性基材，所述可固化粘合剂包含含有羧酸官能团和丙烯酸酯官能团的苯氧基聚合物。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了一种在注射或压缩成型工艺中粘结两种不同的材料的方法，该方法包括：选择刚性基材，选择液态引入性基材，以及提供可固化粘合剂，该可固化粘合剂包含含有羧酸官能团和丙烯酸酯官能团的聚合物树脂。在本专利技术的又一个实施方案中，提供了制备粘合剂的方法，该方法包括：使聚合物树脂与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯或单甲基丙烯酰氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷中的至少一者以及甲基丙烯酸、马来酸酐或衣康酸中的至少一者反应，以生成包含羧酸官能团和丙烯酸酯官能团的接枝苯氧基树脂，然后将聚合物树脂与有机碳酸酯、封端异氰酸酯、马来酰亚胺化合物或苯并噁嗪树脂中的至少一者混合，以生成粘合剂。本专利技术的实施方案中的可固化粘合剂易于以各种方式(喷涂、浸涂、刷涂)施加，并且在当前工业标准(基于硅烷)失效的高湿度和高热环境下能够格外良好地操作。此外，与基于未改性的苯氧基树脂的粘合剂不同，本专利技术的粘合剂可为各种不同的LSR基材和刚性基材之间提供牢固的粘结。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了这样的粘合剂，该粘合剂可在不具有交联体系的情况下粘结至低温固化的LSR，而先前认为交联体系是必需的。这表明高度接枝的聚合物为粘合剂体系添加了额外的扩散尺度和氢键结合能力，这未见于先前的苯氧基聚合物。分子量和潜在交联密度的提高也有助于环境性能。较高的羟基含量不仅会增加氢键结合位点，而且还提供了大量增加的用于与能够和羟基反应的以任意化学方式交联的官能位点。在本专利技术的另外的实施方案中，粘合剂还包含脲二酮、优选MDI脲二酮，从而在较高的固化温度下使体系交联。脲二酮直至达到较高温度才会被激活，因此低温固化条件是不利的。因此总的来说，通过添加接枝聚合物，我们看到通过氢键结合和色散力改进了基材的润湿和吸附性能。我们还看到更高的功能性、提高的键合参数、交联密度和扩散力以用于粘结更多种LSR。这也有助于提高环境测试的整体性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可固化粘合剂，其包含接枝苯氧基树脂、有机碳酸酯和溶剂，其中所述接枝苯氧基树脂包含羧酸官能团和丙烯酸酯官能团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.20 US 62/460,907;2017.02.20 US 62/460,9151.一种可固化粘合剂，其包含接枝苯氧基树脂、有机碳酸酯和溶剂，其中所述接枝苯氧基树脂包含羧酸官能团和丙烯酸酯官能团。2.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述羧酸官能团包含-COOH部分。3.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述丙烯酸酯官能团包含-COOCH3部分。4.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含异氰酸酯。5.根据权利要求4所述的粘合剂，其中所述异氰酸酯包括封端异氰酸酯。6.根据权利要求5所述的粘合剂，其中所述封端异氰酸酯包括MDI-脲二酮。7.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述有机碳酸酯包括碳酸亚丙酯。8.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含催化剂。9.根据权利要求8所述的粘合剂，以两部分提供所述粘合剂，其中在第一部分中提供接枝树脂，与第二部分中的所述催化剂分开。10.根据权利要求8所述的粘合剂，其中所述催化剂包括铂催化剂。11.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含马来酰亚胺化合物。12.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含金属乙酰丙酮化物。13.根据权利要求12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。14.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含氢化物源。15.根据权利要求13所述的粘合剂，其中所述氢化物源包括聚甲基氢化硅氧烷。16.根据权利要求1所述的粘合剂，还包含苯并噁嗪树脂和苯并噁嗪树脂用催化剂。17.根据权利要求16所述的粘合剂，其中所述催化剂包括三氟甲磺酸的胺盐。18.根据权利要求16所述的粘合剂，其中所述有机碳酸酯包括碳酸二苯酯。19.根据权利要求16所述的粘合剂，其设置在热塑性基材和金属基材之间。20.根据权利要求19所述的粘合剂，其中所述热塑性基材包括聚对苯二甲酸丁二醇酯，并且所述金属基材包括铝。21.根据权利要求1所述的粘合剂，用于将液态引入性基材粘结至刚性基材。22.根据权利要求21所述的粘合剂，其中所述液态引入性基材包括液态硅橡胶。23.根据权利要求22所述的粘合剂，其中所述液态引入性基材包括过氧化物固化的弹性体。24.根据权利要求23所述的粘合剂，其中所述过氧化物固化的弹性体包括氢化丁腈橡胶(HNBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、含氟弹性体(FKM)或氟硅橡胶(FVMQ)中的至少一种。25.根据权利要求21所述的粘合剂，其中所述刚性基材包括不锈钢、铝、聚碳酸酯或聚酰胺中的至少一种。26.根据权利要求1所述的粘合剂，其中所述粘合剂不含任何含有异氰酸酯官能团的物质。...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·卡尼，道格拉斯·莫里，保罗·惠勒，丽贝卡·考尔斯，塔里克·亚甲，布莱恩·佩里，安德鲁·海登里希，多迪克·库瑞亚万，杰瑞·费尔普斯，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：美国,US