本发明专利技术涉及一种单组分湿固化粘合剂组合物，包含80‑100重量％可以通过使如下组分反应而得到的异氰酸酯官能预聚物：(a)平均标称异氰酸酯官能度在高于2.00至低于2.05范围内的多异氰酸酯混合物，包含(a1)包含二苯基甲烷二异氰酸酯的二异氰酸酯；和(a2)包含至少3个异氰酸酯官能基团的脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；以及(b)多元醇混合物，包含(b1)具有2个伯羟基的线性氧化丁烯基二醇；(b2)具有3个仲羟基的聚醚三醇；和(b3)胺起始聚醚多元醇；其中(a)中的异氰酸酯基团和(b)中的羟基之间的当量比在3.5‑7.0范围内，其中该粘合剂组合物中游离异氰酸酯基团的含量根据ASTM D2572‑19测定在14‑17重量％范围内，以及其中多异氰酸酯混合物(a)包含超过脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(a2)的二异氰酸酯(a1)。本发明专利技术进一步涉及一种用该粘合剂组合物将第一材料块粘合于第二材料块的方法以及一种包括用该粘合剂组合物粘合的第一材料块和第二材料块的物品，尤其是结构木制品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
专利
本专利技术涉及一种包含异氰酸酯官能预聚物的单组分可湿固化粘合剂组合物，一种使用该粘合剂组合物将第一材料块粘合于第二材料块的方法以及一种包括用该粘合剂组合物粘合的第一材料块和第二材料块的物品，尤其是结构木制品。专利技术背景也称为叠层木梁、胶合层合梁或胶合层木的木料胶合板是由几层胶合在一起的特定尺寸木材构成的结构木制品。通过层压几个更小的木块，可以由较小的木材制造单个坚固的大结构部件，后者例如用作脊梁、车库门楣、楼板梁、立柱或横梁，通常呈弯曲的拱形。胶合层合梁在建筑施工中用于宽范围的应用中。另一胶合层压木制品是交叉层压木材(clt)，后者为通过将实心锯木层胶合在一起制成的木板制品。各层板垂直于相邻层取向并在各板的宽面上通常呈对称方式胶合，因而外层具有相同取向。普通木材为各向异性材料，这意味着机械性能取决于施加力的方向而变化。通过以垂直角度胶合木材层，该板能够在两个方向上实现更好的结构刚度。clt不同于木料胶合板，后者是所有叠层以相同方式取向的产品。用于建筑材料如胶合层压木制品和其他结构化木制品(也已知为工程木制品)中的粘合剂组合物就在室内和室外条件下的粘附强度而言需要满足苛刻的要求。暴露于湿气和热应力由于溶胀和收缩而在木材中产生张力并要求粘合剂甚至在该类条件下可以提供优异的结合强度。已知单组分湿固化聚氨酯粘合剂用于粘合木块而形成结构木制品如胶合层压木制品。该类粘合剂组合物包含在与湿气反应时固化的异氰酸酯官能预聚物。该预聚物中的异氰酸酯基团与水反应而形成胺基团，后者与其他异氰酸酯基团反应而形成脲键。当用于制造胶合结构木制品时，通常将该粘合剂组合物施用于木块如木材或木料表面上，然后将不同的木块压制在一起而固化该粘合剂组合物并形成结构木制品。该类聚氨酯粘合剂例如描述于wo 99/19141、us2005/032972和wo 2021/022470中。在wo 99/19141中描述了一种用于木质纤维素基结构层压制造(胶合板制造)中的多异氰酸酯粘合剂。该粘合剂包含异氰酸酯含量为5-25％的含异氰酸酯预聚物，其可以通过使平均标称官能度为2-4且平均当量为500-3000的多元醇混合物与化学计算过量的二苯基甲烷二异氰酸酯反应而得到。具有至多5％另一多元醇的聚氧丙烯-聚氧乙烯多元醇作为特别优选的多元醇混合物提及。在us2005/032972中描述了一种快速固化单组分聚氨酯粘合剂，其含有多异氰酸酯预聚物和至少一种氨基醚多元醇，氨基聚醚多元醇中醚基团与氨基氮的摩尔比为7-30。该聚氨酯预聚物通过使多异氰酸酯与含有异氰酸酯反应性官能基团的化合物反应而生产。在wo 2021/022470中描述了一种用于防水涂料应用的单组分聚氨酯预聚物组合物。它包含至少一种多异氰酸酯和多元醇共混合物的反应产物，该多元醇共混物包含重均分子量为3,000-9,000g/mol的双官能聚醚多元醇和用10-28重量％氧化乙烯封端且重均分子量为5,000-8,000g/mol的三官能聚醚多元醇。最长组装时间(at)和最短压制时间(pt)之间的平衡对于单组分湿固化聚氨酯粘合剂组合物而言非常重要。最长组装时间为其上施用了粘合剂组合物的材料块可以在压制之前组装的时间。施用的粘合剂组合物在将这些块一起压制时仍需是可固化的。最短压制时间为给出压制材料块的足够粘合以允许结构产品的进一步加工所需的在压机中的时间。at/pt之比为1:1-1:2.5通常是可以接受的。at/pt比理想地接近1.1，优选在1:1-1:2之间，更优选在1:1-1:2之间。具有非常好at/pt比的粘合剂组合物与具有不太有利at/pt比的产品相比通常在机械性能如湿和干粘附强度上更差。因此，通常将纤维加入单组分湿固化聚氨酯粘合剂组合物中以改进机械性能如纵向拉伸强度。本领域需要组合有利at/pt比和甚至在没有纤维下的良好机械性能的单组分湿固化聚氨酯粘合剂组合物。专利技术概述现已发现一种包含异氰酸酯官能预聚物的单组分可湿固化粘合剂组合物提供了良好的粘附并且具有有利at/pt比，若该预聚物通过使过量的包含二苯基甲烷二异氰酸酯和脲酮亚胺(uretonimine)改性二苯基甲烷二异氰酸酯的多异氰酸酯与特定多元醇混合物反应而制备的话以及若该粘合剂组合物中游离异氰酸酯基团的含量在14-17重量％范围内的话。因此，本专利技术在第一方面提供了一种单组分湿固化聚氨酯粘合剂组合物，包含可以通过使如下组分反应而得到的异氰酸酯官能预聚物：(a)平均标称异氰酸酯官能度在高于2.00至低于2.05范围内的多异氰酸酯混合物，包含：(a1)包含二苯基甲烷二异氰酸酯的二异氰酸酯；和(a2)包含至少3个异氰酸酯官能基团的脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；以及(b)多元醇混合物，包含：(b1)具有2个伯羟基的线性氧化丁烯基二醇；(b2)具有3个仲羟基的聚醚三醇；和(b3)胺起始聚醚多元醇；其中(a)中的异氰酸酯基团和(b)中的羟基之间的当量比在3.5-7.0范围内，其中该粘合剂组合物中游离异氰酸酯基团的含量在14-17重量％范围内。由于其优异的粘附性能及其有利的at/pt比，根据第一方面的单组分湿固化聚氨酯粘合剂组合物特别适合粘合材料块，尤其是木块如木材或木料而形成结构木制品。因此，本专利技术在第二方面提供了一种将第一材料块粘合于第二材料块的方法，包括使第一材料表面与第二材料表面接触，其中接触表面中的至少一个具有在接触之前施用于其上的根据本专利技术第一方面的粘合剂组合物。本专利技术在最后方面提供了一种包括根据本专利技术第二方面用粘合剂组合物粘合的第一材料块和第二材料块的物品，尤其是结构木制品。专利技术详述本专利技术粘合剂组合物为单组分可湿固化组合物。它包含异氰酸酯官能预聚物，优选以至少80重量％，更优选至少85重量％，甚至更优选至少90重量％的量。该粘合剂组合物可以以至多100重量％，优选至多99.8重量％的量包含该异氰酸酯官能预聚物。该异氰酸酯官能预聚物可以通过使如下组分反应而得到：(a)平均标称异氰酸酯官能度在高于2.00至低于2.05范围内的多异氰酸酯混合物，包含：(a1)包含二苯基甲烷二异氰酸酯的二异氰酸酯；和(a2)包含至少3个异氰酸酯官能基团的脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯；以及(b)多元醇混合物，包含：(b1)具有2个伯羟基的线性氧化丁烯基二醇；(b2)具有3个仲羟基的聚醚三醇；和(b3)胺起始多元醇；其中(a)中的异氰酸酯基团和(b)中的羟基之间的当量比在3.5-7.0范围内。多异氰酸酯混合物(a)包含包含二苯基甲烷二异氰酸酯的二异氰酸酯(a1)和包含至少3个异氰酸酯官能基团的脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(a2)。多异氰酸酯混合物(a)包含超过脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯(a2)的二异氰酸酯(a1)。多异氰酸酯混合物(a)的平均标称异氰酸酯官能度在高于2.00至低于2.05，优选高于2.00至2.04，更优选高于2.00至低于2.03范围内。多异氰酸酯混合物(a)的平均标称异氰酸酯官能度通常高于2.001，优选高于2.002，更优选高于2.003，仍更优选高于2.004，最优选高于2.005。本文对平均标称异氰酸酯官能度的提及涉及每分子的异氰酸酯基团的数均。二异氰酸酯(a1)包含二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)。二苯基甲烷二异本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种单组分湿固化粘合剂组合物，包含80-100重量％可以通过使如下组分反应而得到的异氰酸酯官能预聚物：
2.根据权利要求1的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中氧化丁烯基二醇(b1)具有的数均分子量根据ISO 16014-1通过使用聚苯乙烯标样的尺寸排阻色谱法测定在500-1,500g/mol范围内。
3.根据权利要求1或2的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中聚醚三醇(b2)具有的数均分子量根据ISO 16014-1通过使用聚苯乙烯标样的尺寸排阻色谱法测定在500-1,500g/mol范围内。
4.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中多元醇混合物(b)基本不含(b1)、(b2)和(b3)以外的任何多元醇。
5.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中(a)中的异氰酸酯基团和(b)中的羟基之间的当量比在4.0-6.5，优选4.5-6.0范围内。
6.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中游离异氰酸酯基团的含量根据ASTM D2572-19测定在15.0-16.5重量％范围内。
7.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中二异氰酸酯(a1)为二苯基甲烷二异氰酸酯。
8.根据权利要求7的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中多异氰酸酯混合物(a)基本由二苯基甲烷二异氰酸酯和脲酮亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯构成。
9.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中脲酮亚胺改性二异氰酸酯(a2)包含在3-10个范围内的异氰酸酯官能基团，优选在3-6个范围内的异氰酸酯官能基团，甚至更优选3或4个异氰酸酯官能基团。
10.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，包含85-99.8重量％所述预聚物。
11.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，进一步包含固化催化剂，优选2,2'-二吗啉二乙基醚。
12.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，进一步包含一种或多种添加剂，优选包含消泡剂和/或增稠剂。
13.一种将第一材料块粘合于第二材料块的方法，包括使第一材料表面与第二材料表面接触，其中接触表面中的至少一个具有在接触之前施用于其上的根据前述权利要求中任一项的粘合剂组合物。
14.一种包括用根据权利要求1-12中任一项的粘合剂组合物粘合的第一材料块和第二材料块的物品。
15.根据权利要求14的物品，其中所述材料为木材且所述物品为结构木制品。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种单组分湿固化粘合剂组合物，包含80-100重量％可以通过使如下组分反应而得到的异氰酸酯官能预聚物：
2.根据权利要求1的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中氧化丁烯基二醇(b1)具有的数均分子量根据iso 16014-1通过使用聚苯乙烯标样的尺寸排阻色谱法测定在500-1,500g/mol范围内。
3.根据权利要求1或2的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中聚醚三醇(b2)具有的数均分子量根据iso 16014-1通过使用聚苯乙烯标样的尺寸排阻色谱法测定在500-1,500g/mol范围内。
4.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中多元醇混合物(b)基本不含(b1)、(b2)和(b3)以外的任何多元醇。
5.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中(a)中的异氰酸酯基团和(b)中的羟基之间的当量比在4.0-6.5，优选4.5-6.0范围内。
6.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物中游离异氰酸酯基团的含量根据astm d2572-19测定在15.0-16.5重量％范围内。
7.根据前述权利要求中任一项的单组分可湿固化粘合剂组合物，其中二异氰酸酯(a1)为二苯基甲烷二异氰...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·阿克拉吉，H·P·M·韦尔兰霍夫特，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔国际涂料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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