用于復(fù)合物粘合的結(jié)構(gòu)pu粘著劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在汽車相關(guān)應(yīng)用，如復(fù)合物粘合中具有獨(dú)特特性的新穎聚氨基甲 酸酯（PU)粘著劑組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車部件或整個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)復(fù)合物粘合通常需要在以高模量（約100到300MPa) 與相對(duì)高斷裂伸長率（100%到200% )裝配之后的立即粘合強(qiáng)度。為了易于處理，使用單 組分（IK)組合物的簡單應(yīng)用為所需的。也需要的是在開放時(shí)間（在粘著劑應(yīng)用之后的部 分裝配）內(nèi)在不具有活化且具有柔性的情況下的組合物與碳纖維強(qiáng)化聚合物（CFRP)或片 狀模制化合物（SMC)部分的粘著。當(dāng)前可商購的雙組分（2K)PU粘著劑組合物通常需要復(fù) 雜應(yīng)用系統(tǒng)和復(fù)雜處理步驟。其也展現(xiàn)開放時(shí)間內(nèi)的有限柔性。但是，基于環(huán)氧樹脂的粘 著劑需要相對(duì)高烘箱溫度以使樹脂固化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供具有顯著較高彈性模量（e_模量）且在80°C以上到約150°C熱可固化 的組合物。確切地說，本發(fā)明提供一種具有50MPa以上，在一些優(yōu)選實(shí)施例中IOOMPa以上， 且在一些更優(yōu)選實(shí)施例中200MPa以上的彈性模量的IKPU組合物。結(jié)構(gòu)復(fù)合物粘合需要粘 著劑組合物的此類較高E模量特性。整體伸長率隨模數(shù)增加的損失在工業(yè)中可接受。粘著 劑組合物的高模量通過在組合物中包括多酚化合物，如雙酚A、M或其衍生物實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選 實(shí)施例中，〇, c/ -二烯丙基-雙酚A (ODBA)包括于粘著劑組合物中。在另一實(shí)施例中，使 用較高官能性脂族多元醇。在另一實(shí)施例中，除較高官能性脂族多元醇以外，還使用多酚以 使整體伸長率的損失最小化。較高官能性脂族多元醇可選自短鏈較高官能性多元醇，如三 輕甲基丙烷（TMP)、Voranol? CP 450(可從陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company)購 得），和異戊四醇。在另一實(shí)施例中，可通過使用脂族多元醇（官能性大于2)實(shí)現(xiàn)類似高模 量，同時(shí)整體伸長率顯著較低。
【附圖說明】
[0004] 圖1為用于本發(fā)明中的一些二聚異氰酸酯的的化學(xué)結(jié)構(gòu)的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0005] 本發(fā)明組合物的高模量通過在粘著劑組合物中使用多酚化合物，如雙酚A、M、K或 其衍生物，且優(yōu)選地〇，V -二烯丙基-雙酚A(ODBA)實(shí)現(xiàn)。也可以使用具有大于2的官能 性的脂族多元醇，如Voranol? CP 450或Voranol? CP4610。在一些實(shí)施例中，使用雙酚A 和基于雙酚A的化學(xué)結(jié)構(gòu)，包括羥烷基取代結(jié)構(gòu)（至多C3)、具有一或多個(gè)羥基的基于酚的 結(jié)構(gòu)或羥烷基取代結(jié)構(gòu)（至多C 5)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，使用二烯丙基-雙 酚A。以組合物的總重量計(jì)，組合物通常包含0. 1到80重量％，優(yōu)選地1到60重量％，且更 優(yōu)選地3到50重量％的此類多酚。
[0006] 除上述多酚以外，本發(fā)明組合物也包含囊封二聚異氰酸酯，如二聚二異氰酸甲苯 酯（TDI-脲二酮或Metalink U ;或TDI-脲-Metalink H)、二聚亞甲基二苯基二異氰酸酯 (MDI-脲二酮）（可從陶氏化學(xué)公司或阿西馬（Acima)購得）或其混合物。圖1說明用于本 發(fā)明中的一些二聚異氰酸酯實(shí)施例的化學(xué)結(jié)構(gòu)。囊封方法為行業(yè)中已知的且與EP 1433802 和EP1876197中描述的那些類似，所述專利均全文并入本文中。以組合物的總重量計(jì)，本發(fā) 明組合物通常包含1到80重量％，優(yōu)選地3到60重量％，且更優(yōu)選地5到50重量％的此 類囊封二聚異氰酸酯。
[0007] 此外，一些胺用于本發(fā)明中。使用胺以通過使二聚異氰酸酯聚結(jié)物表面去活化 而形成囊封。多元胺，如來自Jeffamine?系列（購自亨茨曼（Huntsman))的那些，例如 Jeffamine D 230、D 400、ED 600、T 403和來自C4達(dá)至C2。的所有其它直鏈脂族二胺可以 用于本發(fā)明中。這些多元胺用于通過囊封二聚異氰酸酯而去活化。以組合物的總重量計(jì)， 本發(fā)明組合物可以含有0. 5到5重量％，優(yōu)選地0. 8到5重量％，且更優(yōu)選地1到4重量％ 的胺。
[0008] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，粘著劑組合物包含Jeffamin T-5000。如果囊封不穩(wěn) 定，那么囊封材料將通過添加 Jeffamine T-5000部分膠凝。在此類實(shí)施例中，以組合物的 總重量計(jì)，組合物可以含有0. 5到5重量％，優(yōu)選地0. 8到3重量％，且更優(yōu)選地1到2重 量％的 Jeffamine T-5000。
[0009] 本發(fā)明組合物也包含以組合物的總重量計(jì)0. 001到5重量％，優(yōu)選地0. 01到2重 量％且更優(yōu)選地0. 02到1. 5重量％的量的一或多種催化劑。此類催化劑的實(shí)例包括Sn-、 Zr-、Ti-金屬-有機(jī)物且優(yōu)選地Bi-新癸酸，且更優(yōu)選地與螯合配體組合的這些提及的催 化劑化合物。
[0010] 本發(fā)明組合物還可以包括以組合物的總重量計(jì)1到80重量％，優(yōu)選地6到60重 量％，且更優(yōu)選地8到40重量％的量的一些填充劑。用于本發(fā)明中的填充劑包括碳黑、基 于高嶺土類型的填充劑（例如PoleStar ? R200(購自伊莫瑞斯（Imerys)))、滑石、CaCO3 等。
[0011]
[0012] 本發(fā)明可通過以下非限制性實(shí)例進(jìn)一步展示。
[0013] 測(cè)試方法
[0014] E模量、拉伸強(qiáng)度和伸長率、啞鈴標(biāo)本使用DIN EN ISO 527-1測(cè)試。啞鈴標(biāo)本尺寸 5A〇
[0015] 搭接剪切使用DIN EN 1465以10 X 25mm的粘合尺寸和2mm的粘著層厚度測(cè)試。
[0016] E-涂層使用由巴斯夫（BASF)供應(yīng)的Cathoguard 500測(cè)試，涂層厚度： 20_22 μ m+/_2_3 μ m
[0017] 原料清單和來源
[0018] 表1描述用于制備樣品的原料和其來源。
[0019] 表1原料
[0020]
[0022] 制備樣品
[0023] 表2概括用于制備本發(fā)明和比較樣品兩者的組分和其量。樣品A、B和C為本發(fā)明 的實(shí)施例，而樣品D、E和G為用于與本發(fā)明樣品比較制備的比較（參考）樣品。本發(fā)明樣 品A到C含有多酚化合物，如〇, V -二烯丙基雙酚A (ODBA)，其改進(jìn)彈性模量和機(jī)械強(qiáng)度 (例如搭接剪切強(qiáng)度），同時(shí)保持整體伸長率與比較樣品D到G相當(dāng)。本發(fā)明組合物使用不 同量的ODBA和僅少量的低分子量二醇。比較樣品不含0DBA，但在樣品D和G的情況下使用 顯著較高量的低分子量二醇（Voranol CP 450)。比較樣品E既不含低分子量二醇也不含 ODBA0
[0024] 表2使用的樣品組分和量
[0027] 在表2中列出的所有樣品通過以下程序制備：
[0028] 樣品B、D、E和G(具有碳黑的組合物）
[0029] 預(yù)混物1 :
[0030] 將所列量的 Voranol 1010L、Jeffami