粘合剂组合物制造技术

一种聚氨酯粘合剂组合物、更具体地一种双组分聚氨酯粘合剂，其包含(a)至少一种异氰酸酯组分，其中所述异氰酸酯组分包含(ai)至少一种第一多异氰酸酯化合物，和(aii)至少一种第二多异氰酸酯化合物，其具有大于、或等于约2.3的官能度；以及(b)至少一种多元醇组分；以及一种用于制造以上粘合剂组合物的方法。种用于制造以上粘合剂组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘合剂组合物


[0001]本专利技术涉及一种粘合剂组合物；并且更具体地，本专利技术涉及一种双组分聚氨酯粘合剂组合物，其在汽车应用中特别有用。

技术介绍

[0002]由于性能优势和轻重量车辆要求，增强复合材料在现代车辆设计中的使用越来越多。粘合接合是复合材料最优选的组装技术，因为粘结不会破坏复合结构(不同于机械固定，例如像螺丝接合或铆接)。典型地，使用粘合剂技术用于零件组装旨在优化生产过程，以便实现快速粘合剂施加、快速强度建立和操作强度的快速发展。在一些情况下，可以通过加热过程来实现加快粘合剂施加、粘合剂强度建立和粘合剂操作强度的发展。例如，与使用常规对流烘箱进行的热固化相反，基于红外的加热过程可以使得能够以非常短的循环时间(例如1-3分钟(min))实现大于(>)1.0兆帕(MPa)的搭接剪切强度。
[0003]此外，对于提供粘合剂的快速强度建立的过程，所述过程中需要灵活性。将过程灵活性定义为长的晾置时间。“晾置时间”是将粘合剂施加到第一基材上至将第二基材接合到第一基材经过的时间。此外，需要长的混合器独立时间以减少冲洗间隔，并且因此减少所述过程产生的材料浪费。“混合器独立时间”是在两次连续施加混合的两部分或双组分(2K)粘合剂之间，所述2K粘合剂可以保持在混合器单元(静态或动态)中且不发生粘合剂胶凝的时间段。在将2K粘合剂的两种组分混合后，希望粘合剂尽可能长时间地保持可使用，使得粘合剂能够粘结到基材上。除了长的晾置时间外，在2K粘合剂在室温(约25℃)下达到其晾置时间后，还希望展现出快速强度建立的粘合剂，以在短时间(例如，一小时或更短的时间)后提供粘合剂的操作强度。前述粘合剂通常是潜在粘合剂。“潜在粘合剂”意指具有长的晾置时间(例如，>8分钟)随后具有快速固化时间(例如，快于60分钟)的2K粘合剂。
[0004]聚氨酯(PU)是众所周知的类型的粘合剂，其属于2K类型；并且可以提供上述与晾置时间和快速固化时间有关的一些益处。还已知的是，2K PU粘合剂可用于各种应用；并且在一个实施例中，所述2K PU粘合剂可以有利地用于客运车辆的构造中，特别是当在客运车辆的构造期间难以或甚至不可能实现两种相异材料的焊接时。通常，2K PU粘合剂配制品，其由以下组成：第一部分：包含一种或多种多异氰酸酯化合物的树脂组分；以及第二部分：包含一种或多种多元醇化合物的固化剂组分。当两种组分混合时，多异氰酸酯化合物和多元醇化合物反应形成固化的聚氨酯粘合剂。可以将聚氨酯粘合剂配制为在室温下或在暴露于某些条件(例如高温)后固化。随着粘合剂固化，粘合剂可以与许多类型的基材形成强粘合剂粘结。双组分粘合剂组合物，如2K PU粘合剂在应用需要快速固化的情况下、尤其在两种组分相互接触时不是贮存稳定的情况下是特别有用的。“贮存稳定的”意指所述组合物在储存期间不固化。
[0005]存在已知的2K PU粘合剂组合物和用于制备此类粘合剂的方法。例如，在美国专利号4,876,308和WO 2014029891 A1中公开了2K PU粘合剂配制品。还众所周知的是，使用现有技术的先前组合物和方法，可以实现长的晾置时间(>8分钟)，但是在此长的晾置时间下，
在室温下一小时后可能发生不希望的低强度建立(例如，小于(<)0.8MPa的搭接剪切强度)。或者，使用现有技术的已知组合物和方法，可以获得高的一小时室温搭接剪切强度(例如，>0.8MPa)，但是在此高强度建立下，获得了不希望的短的晾置时间(例如，<8分钟)。因此，已知晾置时间和室温强度建立正好相反地相关。换句话说，已知的2K PU粘合剂组合物在环境温度下不展现出增加的晾置时间和快速的固化速率，而不损害粘合剂的机械特性。因此，工业上仍需要一种表现出增加的等待时间(latency)的2K PU粘合剂，即，具有较长的晾置时间以及快速操作强度建立的粘合剂；以及同时保持其机械特性的粘合剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种双组分聚氨酯(2K PU)粘合剂组合物(或配制品)，其包含(a)至少一种异氰酸酯组分，其中所述异氰酸酯组分(a)包含(ai)至少一种第一多异氰酸酯化合物和(aii)至少一种第二多异氰酸酯化合物，其中所述第二多异氰酸酯化合物是具有大于或等于(≥)约2.3的官能度的高官能多异氰酸酯；以及(b)至少一种多元醇组分，其中所述多元醇组分(b)包含一种或多种多元醇化合物。在一个优选的实施例中，所述粘合剂组合物可以包含(c)任选地，至少一种催化剂；并且在另一个优选的实施例中，所述粘合剂组合物可以包含(d)任选地，至少一种填料。可以将任选的催化剂或任选的填料添加到所述异氰酸酯组分(a)和/或所述多元醇组分(b)中。
[0007]本专利技术的一个目的是提供一种新颖的2K PU粘合剂配制品，其具有改进的等待时间，而不损害本专利技术2K PU粘合剂的机械特性。本专利技术还提供一种2K PU粘合剂组合物，其：(1)使用粘合剂时展现出增加的晾置时间；(2)能够在环境温度下被固化；(3)能够粘结到各种材料如铝、镁、片状模塑料、碳纤维复合材料、和经涂覆的金属上；以及(4)能够粘结相异材料。
[0008]本专利技术的展现出有益特性的2K PU粘合剂组合物可以通过增加异氰酸酯组分(a)的官能度来获得。异氰酸酯组分(a)的官能度可以例如通过向异氰酸酯组分(a)中添加高官能多异氰酸酯化合物(例如，具有约2.3或更大官能度的化合物来增加。本专利技术的方法显著不同于制备2K PU粘合剂组合物的常规方法；并且出人意料地，通过增加如本文所述的异氰酸酯组分(a)的官能度，可以实现室温下晾置时间和强度建立二者的改进。
具体实施方式
[0009]“异氰酸酯组分(a)”，或缩写为“IsoC”在本文中是指包括一种或多种异氰酸酯官能的多异氰酸酯化合物的成分，其中多异氰酸酯化合物分子中的至少一个具有至少一个异氰酸酯(NCO)官能团。IsoC可以是单体或聚合化合物或此类化合物的混合物。
[0010]“多元醇组分(b)”，或缩写为“PolC”在本文中是指包括一种或多种多元醇官能化合物的成分，其中多元醇官能化合物分子中的至少一个具有至少一个多元醇官能团。PolC可以是单体或聚合化合物或此类化合物的混合物。
[0011]在一个一般的实施例中，本专利技术包括一种聚氨酯粘合剂组合物，更具体地2K PU粘合剂，其包含(a)至少一种异氰酸酯组分，其中所述异氰酸酯组分(a)包含(ai)至少一种具有>1的官能度的第一多异氰酸酯；和(aii)至少一种具有>2的官能度的第二多异氰酸酯；以及(b)至少一种多元醇组分。本专利技术的新颖的粘合剂涉及使用高度官能的多异氰酸酯化合
产品，其为MDI和MDI衍生物的混合物，所述衍生物具有缩二脲、碳二亚胺、脲酮亚胺、和/或脲基甲酸酯键。作为第一多异氰酸酯化合物的芳香族多异氰酸酯化合物的示例可以是单体MDI如143(其为液化的MDI，官能度为2.2并且粘度为40mPa-s)。Isonate是陶氏化学公司(The 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粘合剂组合物，其包含：(a)至少一种异氰酸酯组分，其中所述异氰酸酯组分包含(ai)至少一种第一多异氰酸酯化合物，和(aii)至少一种第二多异氰酸酯化合物，其中所述至少一种第二多异氰酸酯化合物具有大于、或等于约2.3的官能度；以及(b)至少一种多元醇组分。2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种第二多异氰酸酯化合物具有约2.7的官能度。3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种第二多异氰酸酯化合物是聚合的亚甲基二苯基二异氰酸酯。4.如权利要求1所述的组合物，其进一步包含至少一种催化剂；并且其中所述至少一种催化剂是至少一种含锡有机催化剂。5.如权利要求1所述的组合物，其进一步包含至少一种填料；并且其中所述至少一种填料选自由以下组成的组：无机填料颗粒、金属颗粒、热固性聚合物颗粒、热塑性颗粒、炭黑、碳颗粒、及其混合物。6.如权利要求1所述的组合物，其中，所述至少一种异氰酸酯组分(a)以约0.01重量百分比至约60重量百分比的浓度存在于所述组合物中；并且其中所述至少一种多元醇组分(b)以约...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：DDP特种电子材料美国公司，
类型：发明
国别省市：