组合物、粘结方法和组件技术

本发明专利技术提供了一种两部分可固化组合物，其包含部分A和部分B。部分A组合物包括聚脲二酮，该聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度。部分B组合物包括多硫醇，该多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度。部分A组合物和部分B组合物中的至少一者还可包含用于该多硫醇加成至该聚脲二酮的促进剂。该促进剂包含具有式M+Zb‑x y的碱性盐，其中M+为具有单个正电荷a的阳离子，其中a为1、2或3；Zb‑为具有负电荷b‑的含氧阴离子，其中b为1或2；并且x和y为正整数，其中x等于y乘以b。本发明专利技术也公开了固化组合物、制备它们的方法和包括它们的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合物、粘结方法和组件
本公开广义地涉及包括脲二酮环的组合物及其制备和使用方法。
技术介绍
两部分聚氨酯粘合剂、密封剂和涂料可从3M和其它公司商购获得。这些体系通常涉及一种组分(其为以异氰酸酯封端的低聚物)和第二组分(其为多元醇)。当组合时，异氰酸酯与多元醇反应形成氨基甲酸酯基团。虽然这是已确立的和有效的化学过程，但其受到水敏性和各种监管问题的影响。期望具有在组合物诸如粘合剂和/或密封剂中使用的异氰酸酯的替代品，所述替代品在一个或多个应用中表现出与当前基于异氰酸酯的制剂相当或比其更好的性能。
技术实现思路
有利地，根据本公开的组合物和方法可表现出作为粘合剂和/或密封剂的特性(例如，贮存时间、施工时限、固化时间和/或粘附性)，该粘合剂和/或密封剂表现出与当前基于异氰酸酯的制剂相当或比其更好的性能。在第一方面，本公开提供了一种两部分可固化组合物，所述两部分可固化组合物包含：部分A组合物，所述部分A组合物包含至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；部分B组合物，所述部分B组合物包含至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且其中所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐M+xZb-y其中M+为具有单个正电荷的阳离子；Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且x和y为正整数，其中x等于y乘以b。在第二方面，本公开提供一种固化组合物，所述固化组合物包含可固化组合物的至少部分固化的反应产物，所述可固化组合物包含：至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐M+xZb-y其中M+为具有单个正电荷的阳离子；Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且x和y为正整数，其中x等于y乘以b。在第三方面，本公开提供一种粘结第一基材和第二基材的方法，所述方法包括：i)提供可固化组合物，所述可固化组合物包含：至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐M+xZb-y其中M+为具有单个正电荷的阳离子；Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且x和y为正整数，其中x等于y乘以b；ii)使所述可固化组合物与所述第一基材和所述第二基材接触；以及iii)至少部分地固化所述可固化组合物。在第四方面，本公开提供一种组件，所述组件包括夹在第一基材与第二基材之间的组合物，其中所述组合物包含可固化组合物的反应产物，所述可固化组合物包含：至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐M+xZb-y其中M+为具有单个正电荷的阳离子；Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且x和y为正整数，其中x等于y乘以b。如本文所用：术语“碱性盐”是指如果溶解于pH为7的水中则形成碱性溶液的盐。所述盐可与其它物质例如水缔合(即水合物)。术语“巯基”是指-SH基团。术语“脲二酮环”是指具有以下结构的二价C2N2O24元环：在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1是根据本专利技术的示例性组件的示意性侧视图。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。具体实施方式本公开提供了可用于例如涂料、密封剂和/或粘合剂中的两部分可固化组合物、固化组合物和组件，与含有异氰酸酯的类似组合物相比，这些两部分可固化组合物、固化组合物和组件可具有良好的流动性和反应性(例如，在没有添加溶剂的情况下)、可接受的短时间量内固化和/或粘附性。另外，根据本公开的至少某些实施方案的涂料、密封剂和粘合剂可基本上不含异氰酸酯。这可能是有利的，因为异氰酸酯在(例如，与皮肤)第一次接触时可能成为敏化剂，使得后续的接触会引起炎症。另外，如上所述，含有异氰酸酯的涂料、密封剂和粘合剂呈现出比其它化合物更高的水敏性，因此使涂料、密封剂或粘合剂中的异氰酸酯含量最小化可以提高固化期间的可靠性，以及简化聚合物材料、可聚合组合物和两部分组合物的贮存和处理。脲二酮可通过两个异氰酸酯基团的2+2环加成反应形成，并且具有以下通式：其中每个R5独立地为有机残基。如果一个或两个R基团含有异氰酸根基团，则进一步反应以制备含脲二酮化合物是可能的；例如，如下所示：或其中R6表示具有1至18个碳原子，优选具有4至14个碳原子，并且更优选4至8个碳原子的二价有机残基(优选亚烷基、亚芳基或亚烷芳基)；并且R7表示具有1至18个碳原子，优选具有4至14个碳原子，并且更优选4至8个碳原子的不含异氰酸根基团的有机残基(优选烷基、芳基、芳烷基或烷芳基)。残留异氰酸酯基团与一元醇(单羟基醇)或多元醇(多羟基醇)的反应可用来将残留异氰酸酯基团转化为氨基甲酸酯，并且在多元醇的情况下，转化为具有2或更高的脲二酮官能度的含脲二酮化合物。通常使用催化剂进行异氰酸酯二聚作用以形成脲二酮。二聚作用催化剂的示例为：三烷基膦、氨基膦和氨基吡啶诸如二甲基胺基吡啶、和三(二甲基胺基)膦，以及该领域技术人员已知的任何其它二聚作用催化剂。以技术人员已知的方式，二聚反应的结果取决于所使用的催化剂、工艺条件和所采用的多异氰酸酯。具体地，有可能形成每个分子含有超过一个脲二酮基团的产物，脲二酮基团的数量受到分布的影响。含有脲二酮基团的多异氰酸酯为周知的，并且它们的制备在例如美国专利4,476,054(Disteldorf等人)；4,912,210(Disteldorf等人)；和4,929本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两部分可固化组合物，所述两部分可固化组合物包含：/n部分A组合物，所述部分A组合物包含至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；/n部分B组合物，所述部分B组合物包含至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且/n其中所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐/nM

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 US 62/643,8911.一种两部分可固化组合物，所述两部分可固化组合物包含：
部分A组合物，所述部分A组合物包含至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；
部分B组合物，所述部分B组合物包含至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且
其中所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐
M+xZb-y
其中
M+为具有单个正电荷的阳离子；
Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且
x和y为正整数，其中x等于y乘以b。


2.根据权利要求1所述的两部分可固化组合物，其中M选自锂、钠、钾、铯和季铵。


3.根据权利要求1所述的两部分可固化组合物，其中Z选自氢氧根、碳酸根和羧酸根。


4.根据权利要求1所述的两部分可固化组合物，其中所述至少一种聚脲二酮具有小于0.01的平均异氰酸酯官能度。


5.根据权利要求1所述的两部分可固化组合物，其中所述至少一种多硫醇具有至少2.5的平均巯基官能度。


6.根据权利要求5所述的两部分可固化组合物，其中所述至少一种多硫醇具有小于或等于5的平均巯基官能度。


7.根据权利要求1所述的两部分可固化组合物，其中所述部分A组合物和所述部分B组合物在20℃是可流动的。


8.一种固化组合物，所述固化组合物包含可固化组合物的至少部分固化的反应产物，所述可固化组合物包含：
至少一种聚脲二酮，所述至少一种聚脲二酮具有至少1.2的平均脲二酮环官能度；
至少一种多硫醇，所述至少一种多硫醇具有至少1.2的平均巯基官能度；并且
所述部分A组合物和所述部分B组合物中的至少一者还包含用于所述至少一种多硫醇开环加成至所述至少一种聚脲二酮的至少一种促进剂，并且其中所述至少一种促进剂包含具有下式的碱性盐
M+xZb-y
其中
M+为具有单个正电荷的阳离子；Zb-为具有负电荷b-的含氧阴离子，其中b为1或2；并且
x和y为正整数，其中x等于y乘以b。


9.根据权利要求8所述的固化组合物，其中M选自锂、钠、钾、铯和季铵。


10.根据权利要求8所述的固化组合物，其中Z选自氢氧根、碳酸根和羧酸根。


11.根据权利要求8所述的固化组合物，其中所述至少一种聚脲二酮具有小于0.01的平均异氰酸酯官能度。


12.根据权利要求8所述的固化组合物，其中所述至少一种多硫醇具有至少2.5的平均巯基官能度。


13.根据权利要求12所述的固化组合物，其中所述至少一种多硫醇具有小于或等于5的平均巯基官能度。


14.根据权利要求8所述的固化组合物，其中所述可固化组合物在固化之前在20℃是可...

【专利技术属性】
技术研发人员：科尔贝·L·怀特，约瑟夫·D·鲁莱，迈克尔·A·克罗普，扎卡里·J·汤普森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US