低总VOC含量的无底漆快速固化的聚氨酯组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种聚氨酯组合物，其包含基于组合物总重量计：A)20—35重量％的聚氨酯预聚物PU

【技术实现步骤摘要】
低总VOC含量的无底漆快速固化的聚氨酯组合物
专利

[0001]本专利技术涉及聚氨酯组合物领域。该组合物特别适合于制造业和汽车制造和汽车维修中的粘合应用和密封应用，特别适用于粘合例如挡风玻璃板。
[0002]专利技术背景
[0003]长期以来在工业制造中使用基于聚氨酯的粘合剂，例如在交通工具(例如汽车、货车、火车或船舶)的制造和维修中用于弹性地粘合和密封玻璃板。特别对于其中粘合连接必须快速的迅速粘合过程，由于在基材接合之后粘合部位立即要受到负载，所以通常需要例如使用底漆预处理基材，从而支持基材和粘合剂之间建立粘附。但是预处理意味着额外的费时工序，造成开支并且提高粘合工艺的复杂性和出错率。因此为了降低成本并且提高工艺安全性，非常希望一种粘合剂，所述粘合剂即使在不使用底漆处理的基材上也能可靠和尽可能迅速地形成良好的粘附力。
[0004]一种改进粘合剂和基材的粘附建立的简单的可能性在于，在粘合剂中加入对各种基材有效的增粘剂或者在增粘剂方面进行改良。例如，CN1995256A中就提出了一种可用于汽车制造业中用于车窗和风挡玻璃装配的免底漆型单组分湿固化聚氨酯粘接剂。该聚氨酯粘接剂组合物包含聚氨酯预聚物，粘接促进剂，以及特别还有2,2-二吗啉二乙基醚和二月桂酸二丁基锡催化剂，其中的粘接促进剂为硅烷偶联剂与聚氨酯预聚物的加成物。但是，该专利着意于增粘剂的作用，在粘接剂的制备中可以采用较多量的溶剂。溶剂虽然会对粘合做出很多有益贡献，但是它本身是环境不友好的，会导致总的VOC含量很高而不利于操作者的健康。
[0005]此外，CN104449534A中公开了一种组成较为复杂的免底涂聚氨酯玻璃胶。但是，该文献中没有披露有关抗下滑和初始强度性能方面的数据，而这些性能对于消费者而言是重要的。
[0006]在现有技术中的粘合组合物中普遍含有溶剂。但是，具有高模量的无溶剂产品通常难以在无底漆的情况下实现良好的粘附性，这归因于它本身相比于含溶剂产品而言较低的润湿能力和较低的极性。
[0007]专利技术概述
[0008]鉴于现有技术中的这些问题，亟待开发出一种适合于制造业和汽车制造和汽车维修中的粘合应用和密封应用的聚氨酯组合物，其应当尽可能不含有溶剂并因此具有低的TVOC含量，在无需底漆的情况下具有良好的粘附性，能够快速固化和具有高的初始强度，同时保持良好的力学性能如拉伸强度和伸长率以及优异的可挤出性和施工性。所述的聚氨酯组合物特别适合在交通工具的制造和维修中弹性地粘合和密封例如挡风玻璃板，无需强制性地借助于活化剂或底漆预处理玻璃板。
[0009]本申请的专利技术人出人意料地发现，根据权利要求1所述的组合物能够实现所述目的。
[0010]特别的，根据本专利技术的组合物可以实现快速固化和良好的力学性能，同时还可以在免用底涂剂或底漆的情况下实现良好的粘附。
[0011]本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
[0012]专利技术详述
[0013]本专利技术的主题是一种聚氨酯组合物，其包含基于组合物总重量计：
[0014]A)20—35重量％、优选23—32重量％的聚氨酯预聚物PU-1，其是EO封端的聚醚三元醇与芳族多异氰酸酯的反应产物，和
[0015]B)0.2—3重量％、优选0.3—2.5重量％或1.0—2.2重量％的聚氨酯预聚物PU-2，其是聚酯多元醇与芳族多异氰酸酯的反应产物。
[0016]本申请的专利技术人发现，通过在聚氨酯组合物中以特定的用量比范围使用如上所述的两种不同类型的聚氨酯PU-1和PU-2的组合，就能在不使用底漆的情况下实现优异的粘合、快速的固化和高的初始强度，同时保持很好的力学性能。另外，在本专利技术的聚氨酯组合物中也可以不使用溶剂，从而降低总VOC含量。
[0017]以“多(聚)”开头的物质名称，例如多元醇、多异氰酸酯或聚氨酯，是指在每个分子中形式上含有两个或多个以其名称出现的官能团的物质。例如，多元醇是具有两个或更多个羟基的物质。
[0018]异氰酸酯封端的聚合物是具有至少一个末端异氰酸酯基团，特别是两个末端的异氰酸酯基团的聚合物或预聚物。
[0019]在本专利技术范畴内，EO封端的聚合物(如聚醚或聚醚三元醇)也被称为环氧乙烷或氧乙烯封端的聚合物，其是具有至少一个、特别是两个、三个或更多个末端环氧乙烷基团(EO基团)的聚合物或预聚物。
[0020]术语预聚物在此通常是指用作生产具有更高分子量的聚合物的中间产物的低聚物或聚合物。
[0021]“分子量”在本文中被理解为分子的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”表示低聚或聚合形式的分子混合物的数均Mn，其通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定。“室温”在本文中表示23℃的温度。
[0022]术语“聚氨酯聚合物/预聚物”包括通过所谓的二异氰酸酯-加聚-方法制得的所有聚合物或预聚物。其也包括几乎或完全不含氨基甲酸酯基团的那些聚合物或预聚物。聚氨酯聚合物/预聚物的实例为聚醚-聚氨酯、聚酯-聚氨酯、聚醚-聚脲、聚脲、聚酯-聚脲、聚异氰脲酸酯和聚碳化二亚胺。
[0023]根据本专利技术的第一种聚氨酯预聚物PU-1应当是由EO封端的聚醚三元醇与芳族多异氰酸酯反应得到的预聚物。在此，申请人发现，在本专利技术中，从反应活性、产物的力学性能以及本专利技术的技术效果方面考虑，聚醚三元醇是比聚醚二元醇或其他聚醚多元醇更优选的。
[0024]特别适合作为EO封端的聚醚三元醇的聚醚多元醇(也被称为聚氧亚烷基多元醇或低聚醚醇)的是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃或其混合物的任选借助于具有两个或更多个活性氢原子的起始剂分子进行聚合得到的聚合产物，所述起始剂分子例如为水、氨或具有多个OH-或NH-基团的化合物，例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇和三丙二醇、异构的丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、1,3-和1,4-环己烷二甲
醇、双酚A、氢化双酚A、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、苯胺，以及上述化合物的混合物。可以使用例如借助于所谓的双金属氰化物络合催化剂(DMC-催化剂)制备的具有低不饱和度(根据ASTM D-2849-69测量并且用毫当量不饱和度/克多元醇(mEq/g)表示)的聚氧亚烷基多元醇，也可以使用例如借助于阴离子型催化剂(例如NaOH、KOH、CsOH或碱金属醇化物)制备的具有较高不饱和度的聚氧亚烷基多元醇。
[0025]特别合适的是聚氧亚烷基三元醇，优选例如氧亚乙基三元醇、聚氧亚丙基三元醇以及聚氧亚乙基聚氧亚丙基三元醇。此外，优选的是不饱和度小于0.02mEq/g并且分子量在1000至30000g/mol范围内的聚氧亚烷基三元醇，以及更优选分子量为400至20000g/mol、优选2000至10000g/mol、更优选4000至6000g/mol的聚氧亚乙基三元醇、聚氧亚丙基三元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚氨酯组合物，包含基于组合物总重量计：A)20—35重量％、优选23—32重量％的聚氨酯预聚物PU-1，其是EO封端的聚醚三元醇与芳族多异氰酸酯的反应产物，和B)0.2—3重量％、优选0.3—2.5重量％、如1.0—2.2重量％的聚氨酯预聚物PU-2，其是聚酯多元醇与芳族多异氰酸酯的反应产物。2.根据权利要求1的聚氨酯组合物，其特征在于，所述芳族多异氰酸酯是二异氰酸酯，优选选自间-和对-苯二甲基二异氰酸酯(间-和对-XDI)、间-和对-四甲基-1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、间-和对-四甲基-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯、双-(1-异氰酸基-1-甲基乙基)-萘、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4.4'-、2,4'-和2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,3-和1,4-苯二异氰酸酯、2,3,5,6-四甲基-1,4-二异氰酸基苯、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、3,3'-二甲基-4,4'-二异氰酸基联苯(TODI)及其混合物和低聚物；特别优选选自4.4'-、2,4'-和2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)及其混合物。3.根据权利要求1或2的聚氨酯粘合剂组合物，其特征在于，所述聚醚三元醇选自聚氧亚乙基三元醇、聚氧亚丙基三元醇、和聚氧亚丙基聚氧亚乙基三元醇。4.根据权利要求1或2的聚氨酯粘合剂组合物，其特征在于，所述EO封端的聚醚三元醇的分子量在4000-6000g/mol的范围内。5.根据权利要求1或2的聚氨酯粘合剂组合物，其特征在于，所述聚酯多元醇的分子量在1000-4000g/mol的范围内。6.根据权利要求1或2的聚氨酯粘...

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