短期加热后具有良好粘附性的结构聚氨酯粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及一种双组分聚氨酯粘合剂，其由多元醇组分K1和多异氰酸酯组分K2组成；其中该多元醇组分K1包含

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】短期加热后具有良好粘附性的结构聚氨酯粘合剂


[0001]本专利技术涉及双组分聚氨酯粘合剂的领域，尤其是粘弹性结构聚氨酯粘合剂。
现有技术
[0002]基于多元醇和多异氰酸酯的双组分聚氨酯粘合剂已经使用了很久。双组分聚氨酯粘合剂的优点是，它们在混合后很快固化并因此甚至在短时间后就已经可以吸收并传递较高的力。为了用作结构粘合剂，对此种粘合剂的强度和粘附力提出了很高的要求，因为此种粘合剂是承重结构的元件。
[0003]特别需要这样的粘合剂：其尽可能迅速地构建一定的粘附力，即使在它们完全固化之前也可以承受载荷，使得可以在较早的时候移动粘合的部件，或者可以在较早的时候移除固定粘合连接体的装置。该性质也称为“高早期强度”。
[0004]特别是在汽车构造中，可以通过在涂覆后短时间内将涂覆的粘合剂加热(尤其是借助红外辐射)至150℃的温度约40-60秒，将带有阴极浸涂层的构件粘合。用上述的IR预固化很难在这种基材上获得足够的粘附力。这种预固化通常只涉及一小部分(例如10％到20％)所施加和连接的粘合胶条；此操作也称为“粘附”。它提高了“处理强度”，这意味着可以更快速地进一步处理粘合的构件而不会脱落。特别要求在IR预固化后立即确保足够的粘附性，尤其是当粘合剂仍处于温热状态时。
[0005]该粘合剂在环境温度和通过热加速的固化过程中仍应可固化至最终强度，并应表现出对金属和非金属基材的良好粘附性。而且，这些粘合剂要具有高强度和高可拉伸性。
[0006]专利技术概述
[0007]因此，本专利技术的目的是提供一种双组分的聚氨酯粘合剂，其在施加后短时间加热后具有高的早期强度，尤其是在KTL涂覆的基材上。加热的粘合剂优选在IR预固化之后立即具有足够的粘附性，尤其是当粘合剂仍处于温热状态时。而且，这些粘合剂要具有高强度和高可拉伸性。
[0008]该目的令人惊讶地通过本专利技术的聚氨酯粘合剂实现。令人惊讶地发现，通过使用聚酯多元醇A3作为多元醇组分的成分，本专利技术的聚氨酯粘合剂具有提高的早期强度和特别好的粘附性，尤其是在KTL涂覆的基材上。
[0009]此外，该组合物在额外使用脂肪族多元醇A4的情况下，可以更快地构建粘附性并改善多元醇组分的储存稳定性。
[0010]本专利技术的其他方面是另外的独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。
[0011]专利技术详述
[0012]本专利技术涉及由多元醇组分K1和多异氰酸酯组分K2组成的聚氨酯粘合剂；其中
[0013]多元醇组分K1包含
[0014]-至少一种具有两个伯羟基和分子量为60-150g/mol的二元醇A1，
[0015]-至少一种平均分子量为1000-10000g/mol的三元醇A2，
[0016]-至少一种基于二聚脂肪酸和/或二聚脂肪醇，尤其是基于二聚脂肪酸的聚酯多元醇A3；和
[0017]多异氰酸酯组分K2包含
[0018]-至少一种多异氰酸酯B1和/或
[0019]-至少一种具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物B2。
[0020]在本文中，物质名称如“多元醇”、“多异氰酸酯”、“聚醚”或“多胺”中的前缀“多/聚”表示每种物质形式上每分子包含多于一个在名称中出现的官能团。
[0021]在本文中，“分子量”理解为分子的摩尔质量(克每摩尔)。“平均分子量”被理解为是指分子的低聚物或聚合物混合物的数均分子量Mn，其通常借助于以聚苯乙烯为标样的GPC确定。
[0022]“伯羟基基团”是指与具有两个氢的碳原子相连的OH基团。
[0023]在本文中，术语“强度”是指已经固化的粘合剂的强度，并且强度尤其是指抗拉强度和弹性模量(E-模量)，尤其是在0.05至0.25％的拉伸范围内的。
[0024]在本文中，“室温”指的是温度23℃。
[0025]在本文中，术语“脂肪酸”尤其被理解为是指如Rompp Chemie Lexikon，第10版，Thieme出版社中描述的脂肪酸。
[0026]在本文中，“大豆油”(也称为豆油)尤其理解为是指如Rompp Chemie Lexikon，第10版，Thieme出版社中描述的大豆油。
[0027]在本文中，术语“蓖麻油”尤其被理解为是指如Rompp Chemie Lexikon，第10版，Thieme出版社中描述的蓖麻油。
[0028]在本文中，术语“开放时间”，也称为“开放等待时间”，优选地应理解为是指如2018年7月16日发布的Chemie Lexikon，网络版，Georg Thieme出版社中所述的开放时间。
[0029]在本文中，术语“阴极浸涂”优选理解为是指如2018年7月16日发布的Chemie Lexikon，网络版，Georg Thieme出版社中所述的阴极电涂。
[0030]多元醇组分K1包含至少一种具有两个伯羟基和60-150g/mol范围分子量的二元醇A1。具有超过150g/mol分子量的二元醇导致在固化状态明显更低的强度。
[0031]合适的二元醇A1尤其是1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇和二乙二醇。这些二元醇具有几乎没有任何空间位阻的伯羟基，其特别是与异氰酸酯基有反应性。
[0032]特别优选的二元醇A1是直链二元醇，尤其选自1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,5-戊二醇。这些二元醇特别容易处理，因为它们几乎不亲水并且在室温下为液体，并且在粘合剂固化过程中形成富含氨基甲酸酯键的链段，从而在宽广的温度范围下有利于高强度并具有良好的可拉伸性。其中，特别优选的是1,4-丁二醇和1,5-戊二醇，最优选的是1,4-丁二醇。
[0033]合适的三元醇A2尤其是聚氧亚烷基三元醇，也称为聚醚三元醇。这些是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷或其混合物的聚合产物。它们通常借助于具有三个活性氢原子的起始剂分子而聚合，例如甘油、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷或它们的混合物。
[0034]优选的三元醇A2为聚氧亚丙基三元醇、聚氧亚乙基三元醇和聚氧亚丙基-聚氧亚乙基三元醇。
[0035]特别优选地，三元醇A2具有伯羟基，最优选仅具有伯羟基。
[0036]特别优选的三元醇A2是所谓的“EO封端的”(环氧乙烷封端的)聚氧亚丙基三元醇。这些是特定的聚氧亚丙基-聚氧亚乙基三元醇，其例如通过在聚丙氧基化反应结束时将纯的聚氧亚丙基三元醇进一步用环氧乙烷烷氧基化并因此具有伯羟基而获得。与纯的聚氧亚乙基三元醇相比，它们的优点是亲水性较低并且在室温下为液体。
[0037]三元醇A2优选具有2.2-3的平均OH官能度。这种三元醇A2得到具有良好机械性能的粘合剂。
[0038]三元醇A2的优选平均分子量为3000-8000g/mol，更优选4000-6000g/mol，最优选4500-5000g/mol。这种三元醇具有高官本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.聚氨酯粘合剂，其由多元醇组分K1和多异氰酸酯组分K2组成；其中该多元醇组分K1包含-至少一种具有两个伯羟基和分子量为60-150g/mol的二元醇A1，-至少一种平均分子量为1000-10000g/mol的三元醇A2，-至少一种基于二聚脂肪酸和/或二聚脂肪醇，尤其是基于二聚脂肪酸的聚酯多元醇A3；和该多异氰酸酯组分K2包含-至少一种多异氰酸酯B1和/或-至少一种具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物B2。2.如权利要求1所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于所述三元醇A2为聚醚三元醇。3.如前述权利要求任一项所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于所述三元醇A2仅具有伯羟基。4.如前述权利要求任一项所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于至少一种聚酯多元醇A3为基于由C10-C30脂肪酸，更优选C12-C25脂肪酸，尤其是C14-C22脂肪酸形成的二聚脂肪酸的聚酯多元醇A3。5.如前述权利要求任一项所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于多元醇组分K1额外地包括至少一种脂肪族多元醇A4，其为基于脂肪酸的甘油三酸酯的羟基化产物。6.如权利要求5所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于所述脂肪族多元醇A4的平均OH官能度为2-4，优选2-3。7.如权利要求5或6所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于所述脂肪族多元醇A4为基于大豆油的羟基化产物或基于蓖麻油的羟基化产物，优选基于蓖麻油的羟基化产物。8.如前述权利要求任一项所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于多元醇组分K1和多异氰酸酯组分K2之间的体积混合比在1:3至3:1，优选0.8:1.2的范围。9.如前述权利要求任一项所述的聚氨酯粘合剂，其特征在于二元醇A1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：