胶粘剂配制品制造技术

公开了一种包含基于环氧的胶粘剂聚合物和含磷元素的化合物的胶粘剂组合物；一种用于制备所述胶粘剂组合物的方法；一种用于增加所述胶粘剂组合物的耐腐蚀性特性的方法；以及一种用于用所述胶粘剂组合物粘接金属基材以使所述基材的耐腐蚀性增加至少40％的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胶粘剂配制品
本专利技术涉及一种用于粘接例如金属基材的基于环氧的结构胶粘剂配制品。
技术介绍
耐腐蚀性或腐蚀抑制是金属基材表现出的重要特性，尤其是当金属基材将暴露于元素时。铝(Al)通常用于汽车工业中的汽车制造中；并且，典型地，在汽车制造期间，用胶粘剂将铝金属粘接到另一个基材上。除胶粘强度外，耐腐蚀性(或腐蚀抑制)是汽车工业期望掺入结构胶粘剂配制品中的重要特性。车辆的使用寿命长要求胶粘剂保持粘接多年。在此期间，车辆和胶粘剂暴露于温度变化以及水、油、盐、污垢和其他污染物。这些条件可削弱胶粘剂。因此，非常期望使用提供增加的耐腐蚀性的胶粘剂配制品，例如用于汽车工业中，用于将金属基材如铝粘接到其他金属或其他不同的基材上。在工业中已经知道，当使用有机磷酸盐或无机磷酸盐时，对于金属基材上的有机涂层可以获得耐腐蚀性和胶粘强度改善，如M.Witten和C.-T.Lin,“CoatingPerformanceofPolyester-MelamineEnamelsCatalyzedbyaninSituPhosphatizingReagentonAluminum[由在铝上的原位磷化试剂催化的聚酯-三聚氰胺搪瓷的涂层性能],”Ind.Eng.Chem.Res.[工业与工程化学研究],第38卷,第3903-3910页,1999；和H.Neuder,C.Sizemore,M.Kolody,R.Chiang和C.-T.Lin,“Moleculardesignofinsituphosphatizingcoatings(ISPCs)foraerospaceprimers[用于航空航天底漆的原位磷化涂层(ISPC)的分子设计],”ProgressinOrganicCoatings[有机涂料进展],第47卷,第225-232页,2003中所述。)在上面的参考文献中，术语原位磷化(ISP)用于描述增加涂料配制品的耐腐蚀性的方法。该ISP方法还描述于C.-T.Lin的标题为“Additivepackageforinsituphosphatizingpaint,paintandmethod[原位磷化涂料的添加剂包、涂料和方法]”并于1994年6月21日授权的美国专利号5,322,870中。所有上面的参考文献均通过援引并入本文。上面的参考文献涉及研究低碳钢上涂料中的原位磷化试剂(ISPR)。上面的M.Witten和C.-T.Lin参考文献还表明，在盐水浸没测试后，相对于对照，向在铝上的聚酯-三聚氰胺搪瓷涂层中添加ISPR(例如芳基膦酸)改善了胶粘强度。一些专利和学术文章表明使用有机和无机磷酸盐可以改善耐腐蚀性。例如，美国专利号5,191,029描述了使用含有水溶性多价金属化合物的含磷聚合物组合物。上面的专利传授了“包含(a)一种或多种含有侧链和/或末端磷基的聚合物的聚合物组合物...以提供改进的耐溶剂性、耐化学性、抗粘污性、耐腐蚀性和对金属的粘附性”。例如，美国专利号7,297,748B2表明磷酸和有机磷酸盐对于改善耐腐蚀性具有一些益处。上面的专利描述了一种含有丙烯酸多元醇和磷化单体的直接用于金属的涂料，以改善粘附性和耐腐蚀性。上面的专利描述了使用包括高单酯聚环氧烷丙烯酸酯磷酸酯和多异氰酸酯的两组分方法。高度期望提供一种单组分结构的环氧胶粘剂，其与金属和其他基材牢固地粘接，并且表现出良好的耐腐蚀性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种提供增加的金属基材耐腐蚀性特性的胶粘剂组合物，并且涉及一种用于通过向胶粘剂组合物中掺入低水平的含磷元素(PEC)添加剂来增加所述胶粘剂组合物的耐腐蚀性特性的方法。本专利技术的一个实施例涉及一种单组分胶粘剂组合物，其包含(I)基于环氧的胶粘剂聚合物树脂组合物；和(II)PEC化合物。在一个优选的实施例中，基于环氧的胶粘剂聚合物可以是包含以下的组合物或混合物：(a)可固化的环氧化合物或两种或更多种可固化的环氧化合物的组合；(b)一种或多种含反应性氨基甲酸酯基团和/或脲基团的聚合物，所述聚合物具有最高达35,000的数均分子量，至少一种具有至少1,000原子质量单位的重量的聚醚和/或二烯橡胶链段，和封端的异氰酸酯基团；(c)至少一种环氧固化催化剂；和(d)固化剂。本专利技术的另一个实施例涉及一种用于制备上面的胶粘剂组合物的方法。本专利技术的还另一个实施例涉及一种用于增加胶粘剂组合物的耐腐蚀性特性的方法。以及本专利技术的又另一个实施方案涉及一种用于粘接金属基材上面的结构胶粘剂组合物的方法。本专利技术的一个目的是提供一种可用于金属胶粘剂的改进的产品，其通过改善粘接至基于环氧的结构胶粘剂的铝基材的耐腐蚀性而不改变铝或胶粘剂的初始产品特性。附图说明图1是一系列测试样品的图像，显示了搭接剪切测试后暴露的铝表面，包括两个光学图像(顶部行A)和四张电子显微照片(中间行B和底部行C)。图2是一系列测试样品的图像，显示了搭接剪切测试后暴露的铝表面，包括两个光学图像(顶部行A)和四张电子显微照片(中间行B和底部行C)。图3是一系列电子显微照片，显示了在用PEC化合物处理之前(左列I)和在用PEC化合物处理之后(右列II)铝测试样品的抛光表面。具体实施方式在一个一般的实施例中，本专利技术包括一种胶粘剂组合物，其包含(I)基于环氧的胶粘剂聚合物树脂组合物；和(II)含磷元素的化合物(PEC)。可用于本专利技术的基于环氧的胶粘剂聚合物组合物的组分(I)包含可固化的聚合物组合物，所述可固化的聚合物组合物至少含有以下组分：(a)可固化的环氧化合物或两种或更多种可固化的环氧化合物的组合；(b)一种或多种含反应性氨基甲酸酯基团和/或脲基团的聚合物，所述聚合物具有最高达35,000的数均分子量，至少一种具有至少1,000原子质量单位的重量的聚醚和/或二烯橡胶链段，和封端的异氰酸酯基团，(c)至少一种环氧固化催化剂，和(d)固化剂。可用于本专利技术的基于环氧的胶粘剂聚合物树脂组合物可包含可固化的环氧化合物和两种或更多种可固化的环氧化合物的组合。可用于本专利技术的有用的环氧树脂包括液体、固体及其混合物。环氧化合物是环氧树脂，其可以是单体的(例如，双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、四溴双酚A的二缩水甘油醚、基于酚醛清漆的环氧树脂和三-环氧树脂)；较高分子量的树脂(例如，用双酚A提升的(advanced)双酚A的二缩水甘油醚)；或聚合的不饱和单环氧化物(例如，丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等)至均聚物或共聚物。环氧化合物每分子平均含有至少一个侧链或末端1,2-环氧基(即，邻位环氧基)。可用于本专利技术的固体环氧树脂主要基于双酚A。可用于本专利技术的优选的固体环氧树脂可包括双酚A的二缩水甘油醚，如从欧林公司(OlinCorporation)可商购的D.E.R.664UE固体环氧树脂。可用于本专利技术的其他合适的环氧树脂可包括例如D.E.R.331、D.E.R.332、D.E.R.383、D.E.R.431和D.E.R.736，全部从欧林公司可商购。胶粘剂含有至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶粘剂组合物，其包含：/n(I)基于环氧的胶粘剂聚合物；以及/n(II)含磷元素的化合物；/n其中所述胶粘剂组合物的耐腐蚀性为至少约10兆帕；并且其中所述胶粘剂组合物的粘接强度的降低被最小化至小于约40％。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170912 US 62/5572271.一种胶粘剂组合物，其包含：
(I)基于环氧的胶粘剂聚合物；以及
(II)含磷元素的化合物；
其中所述胶粘剂组合物的耐腐蚀性为至少约10兆帕；并且其中所述胶粘剂组合物的粘接强度的降低被最小化至小于约40％。


2.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中，所述含磷元素的化合物是甲基丙烯酸磷酸乙酯单酯、甲基丙烯酸磷酸乙酯二酯、磷酸和甲基丙烯酸甲酯的混合物。


3.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中，所述基于环氧的胶粘剂聚合物是包含以下的混合物：(a)可固化的环氧化合物或两种或更多种可固化的环氧化合物的组合；(b)一种或多种含反应性氨基甲酸酯基团和/或脲基团的聚合物，所述聚合物具有最高达35,000的数均分子量，至少一种具有至少1,000原子质量单位的重量的聚醚和/或二烯橡胶链段，和封端的异氰酸酯基团；(c)至少一种环氧固化催化剂；和(d)固化剂。


4.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中，所述基于环氧的胶粘剂聚合物是双酚A二缩水甘油醚。


5.如权利要求1所述的胶粘剂组合物，其中，所述基于环氧的胶粘剂聚合物是脲增韧聚合物。


6.如权利要求1所述的组合物，其中，基于环氧的胶粘剂聚合物的量为约40重量百分比至约60重量百分比。


7.如权利要求1所述的组合物，其中，含磷元素的化合物的量为最高达约20重量百分比。


8.如权利要求1所述的组合物，其中，含磷元素的化合物的量为约0.1重量百分比至约5重量百分比。


9.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物的耐腐蚀性为约10兆帕至约13兆帕。


10.如权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物的粘接强度为约7.1兆帕至约13兆帕。


11.一种用于制备胶粘剂组合物的方法，所述方法包括混合：
(a)基于环氧的胶粘剂聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·皮沃瓦尔，A·R·克内瑟，L·周，M·R·戈尔登，
申请(专利权)人：DDP特种电子材料美国公司，DDP特种电子材料美国第八有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US