一种汽车复合材料粘接用底涂剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车复合材料粘接用底涂剂及其制备方法，属于聚氨酯胶粘接底涂剂技术领域。该底涂剂包括10～30重量份异氰酸酯基含量为6wt％～8wt％的硅烷偶联剂、5～15重量份异氰酸酯基含量为2wt％～5wt％的树脂、5～10重量份异氰酸酯基含量为6wt％～9wt％的聚烯烃、0～0.5重量份含氯量为20wt％～45wt％的氯化聚烯烃、5～10重量份粉料助剂、0.5～1重量份催化剂和10～50重量份溶剂，该底涂剂表干时间快、对汽车复合材料附着力高，并具有较好的耐高温高湿性能，配合单组份聚氨酯粘接胶使用，可节约生产线场地空间，方便施胶，提高汽车制造的生产效率，解决了现有单组份聚氨酯胶底涂剂无法在汽车复合材料上应用，特别是不耐高温高湿的问题。

A primer for bonding automobile composite materials and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种汽车复合材料粘接用底涂剂及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯胶粘接底涂剂
，涉及一种汽车复合材料粘接用底涂剂及其制备方法。
技术介绍
通常，汽车的车门、车顶、座椅部件以及汽车周边结构件使用工程塑料和复合材料，这些复合材料通过粘接的方式固定到车身上。目前大多工艺采用的是将复合材料进行火焰处理或者等离子处理后使用双组份结构粘接胶，如道达尔的6023或者湖北回天新材料股份有限公司的HT8667进行粘接，双组份粘接胶在施胶时施胶设备复杂，往往受制造流水线场地限制。单组份聚氨酯结构胶施胶设备简单，可解决此类问题。但是单组份聚氨酯粘接胶直接打在火焰或等离子处理后的复合材料表面，固化后粘接效果较差，剥离脱粘，即使配合当前单组份聚氨酯胶玻璃面或漆面底涂剂施胶后，提升了常温固化的粘接性，也不能达到100％内聚破坏，在湿热老化后底涂剂与复合材料基材表面甚至会直接脱粘。目前有较为成熟的聚氨酯密封胶底涂剂，如中国专利申请CN102140304A和CN103113819A公开的技术方案中，虽表干时间快并与聚氨酯密封胶胶粘剂有着很好的粘接力，但是多应用在汽车玻璃和铝板等基材上，在汽车复合材料上的应用，特别是在高温高湿条件下仍有底涂剂脱粘的风险。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种汽车复合材料粘接用底涂剂，以解决现有底涂剂耐湿热性能差的问题。本专利技术提供的技术方案具体如下：一种汽车复合材料粘接用底涂剂，由以下原料制备而成：含异氰酸酯基的硅烷偶联剂中异氰酸酯基的含量为6wt％～8wt％；含异氰酸酯基的树脂中异氰酸酯基的含量为2wt％～5wt％，含异氰酸酯基的树脂由多异氰酸酯与二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇缩合而成；含异氰酸酯基的聚烯烃中异氰酸酯基的含量为6wt％～9wt％，含异氰酸酯基的聚烯烃由多异氰酸酯与端羟基聚烯烃缩合而成；氯化聚烯烃的含氯量为20wt％～45wt％；溶剂A的极性不高于丙酮。按上述技术方案，含异氰酸酯基的硅烷偶联剂为γ-异氰酸酯基硅烷偶联剂。按上述技术方案，γ-异氰酸酯基硅烷偶联剂为γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷或γ-异氰酸丙基三甲氧基硅烷，如美国迈图高新材料集团生产的迈图A-Link25或迈图A-Link35。按上述技术方案，氯化聚烯烃为含氯量为20wt％～45wt％、室温粘度为20～100mPa.S的氯化聚丙烯，如日本制纸化学公司生产的Superchlon822、892L、814HS中的一种或几种；其中，优选为814HS。按上述技术方案，催化剂为聚氨酯催化剂，具体选择三乙胺、三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或几种；其中优选三乙烯二胺或辛酸亚锡。按上述技术方案，溶剂A为丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸酸丁酯、甲苯中的一种或几种。按上述技术方案，含异氰酸酯基的硅烷偶联剂由以下制备方法得到：将多异氰酸酯C与硅烷偶联剂B混合后升温至75～78℃，保温反应，反应完全后，得到异氰酸酯基含量为6wt％～8wt％的含异氰酸酯基的硅烷偶联剂；多异氰酸酯C中异氰酸酯基与硅烷偶联剂B中活性基团的摩尔比为1.2～1.6:1；硅烷偶联剂B中的活性基团为巯基或氨基，多异氰酸酯C为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、l,6-己二异氰酸酯缩二脲(HDI缩二脲)、l,6-己二异氰酸酯三聚体(HDI三聚体)、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体(IPDI三聚体)中的一种或几种。在上述技术方案的基础上，硅烷偶联剂B为如美国迈图高新材料集团生产的A-1100、A-1110或A-189，其中A-1110性能最佳。按上述技术方案，含异氰酸酯基的树脂由以下制备方法得到：将多异氰酸酯D与二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇混合后升温至75～78℃，保温反应，反应完全后，得到异氰酸酯基含量为2wt％～5wt％的含异氰酸酯基的树脂；多异氰酸酯D为二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯；二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇为二官能度，其分子量为1000～6000；多异氰酸酯D中异氰酸酯基与二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇中羟基的摩尔比为1.0～1.4:1，二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇优选为上海精日新材料生产的DA20、DA21、D21H、DA2110，最佳为DA21。按上述技术方案，含异氰酸酯基的聚烯烃通过以下方法制备得到：将多异氰酸酯E与端羟基聚烯烃混合后升温至75～78℃，保温反应，反应完全后，得到异氰酸酯基含量为6wt％～9wt％的含异氰酸酯基的聚烯烃；多异氰酸酯E中异氰酸酯基与端羟基聚烯烃中端羟基的摩尔比为5～7:1；端羟基聚烯烃的官能度为1.8～2.4，分子量为2000～5000。多异氰酸酯E为MDI-50或聚合MDI，如PM200，其中优选MDI-50。优选地，上述端羟基聚烯烃为羟基封端的线性聚丁二烯，其分子量为2000～5000，羟基官能度为1.8～2.4的液态化合物，如克雷威利公司生产的PolybdR45V和KrasolLBH-3000。一种制备上述汽车复合材料粘接用底涂剂的方法，包括以下步骤：在氮气保护下，将10～30重量份含异氰酸酯基的硅烷偶联剂、5～15重量份含异氰酸酯基的树脂、5～10重量份含异氰酸酯基的聚烯烃、0～0.5重量份氯化聚烯烃、5～10重量份粉料助剂、0.5～1重量份催化剂在10～50重量份溶剂A中分散均匀，即得到汽车复合材料粘接用底涂剂。具体分散方式为高速搅拌、球磨或者砂磨机中研磨，时间为30～60min。本专利技术制备的底涂剂中：含异氰酸酯基的硅烷偶联剂的硅氧烷端可与汽车复合材料基材界面作用，产生良好的附着力，并且耐湿热老化性能优异；含异氰酸酯基的树脂使底涂剂成膜后具有良好的韧性，受外力作用时底涂膜不碎裂，同时具有良好的耐水解性，在高温高湿环境下性能稳定；含异氰酸酯基的聚烯烃，一方面聚烯烃结构链段同样可使底涂剂膜具有一定韧性、另一方面聚烯烃与汽车复合材料表面都是有着比较低的极性，两者接触界面之间有着较高的附着力、同时配合含氯量为40wt％的聚烯烃，增加了聚烯烃的链段比例，与汽车复合材料基础表面有了更进一步的粘接力。本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术提供的底涂剂为反应型底涂剂，与单组份聚氨酯粘接胶和复合材料基材都具有良好的粘接效果，从而形成良好的过渡层，避免了聚氨酯粘接胶与底涂剂界面极性不匹配而出现脱粘的问题。(2)本专利技术提供的底涂剂采用有机溶剂稀释，其固含量可控制在20～70wt％，表干时间＜1min，2～5min后即可进行单组份聚氨酯粘接胶的施胶工艺，可大幅度提高汽车制造的生产效率。(3)本专利技术提供的底涂剂与汽车上常用的聚丙烯材料(PP)、长玻纤增强PP材料(LGFPP)、聚碳酸酯材料(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、片状模塑料(SMC)等基材粘接性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于，由以下原料制备而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于，由以下原料制备而成：



所述含异氰酸酯基的硅烷偶联剂中异氰酸酯基的含量为6wt％～8wt％；
所述含异氰酸酯基的树脂中异氰酸酯基的含量为2wt％～5wt％，所述含异氰酸酯基的树脂由多异氰酸酯与二聚酸改性的聚酯多元醇或二聚脲改性的聚酯多元醇缩合而成；
所述含异氰酸酯基的聚烯烃中异氰酸酯基的含量为6wt％～9wt％；
所述氯化聚烯烃的含氯量为20wt％～45wt％；
所述溶剂A的极性不高于丙酮。


2.根据权利要求1所述的汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于：所述含异氰酸酯基的硅烷偶联剂为γ-异氰酸酯基硅烷偶联剂。


3.根据权利要求2所述的汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于：所述γ-异氰酸酯基硅烷偶联剂为γ-异氰酸丙基三甲氧基硅烷或γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。


4.根据权利要求1所述的汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于：所述催化剂为聚氨酯催化剂。


5.根据权利要求1所述的汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于：所述氯化聚烯烃的室温粘度为20～100mPa.S的氯化聚丙烯；所述溶剂A为丙酮、丁酮、环己酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸酸丁酯、甲苯中的一种或几种；所述催化剂为三乙胺、三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或几种。


6.根据权利要求1所述的汽车复合材料粘接用底涂剂，其特征在于：所述含异氰酸酯基的硅烷偶联剂由以下制备方法得到：将多异氰酸酯C与硅烷偶联剂B混合后升温至75～78℃，保温反应，反应完全后，得到异氰酸酯基含量为6wt％～8wt％的含异氰酸酯基的硅烷偶联剂；所述多异氰酸酯C中异氰酸酯基与所述硅烷偶联剂B中活性基团的摩尔比为1.2～1.6:1；所述硅烷偶联剂B中的活性基团为巯基或氨基，所述多异氰酸酯C为二苯基甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景左，唐礼道，韩胜利，王翠花，赵勇刚，章锋，
申请(专利权)人：湖北回天新材料股份有限公司，上海回天新材料有限公司，广州回天新材料有限公司，常州回天新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42