專利名稱:免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單組分、濕固化、免底劑型聚氨酯粘接劑及其制備方法。這種免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑對(duì)涂漆鋼板和帶陶瓷涂層的玻璃具備優(yōu)秀的粘接性能，可用于汽車制造業(yè)、鐵路運(yùn)輸業(yè)、集裝箱制造、設(shè)備制造、空調(diào)和通風(fēng)裝置等工業(yè)領(lǐng)域，尤其適合車輛的車窗和風(fēng)擋玻璃裝配。
背景技術(shù)：
在汽車和其他車輛的車窗和風(fēng)擋玻璃裝配工藝中，目前普遍采用以聚氨酯預(yù)聚物作為主要成分的單組分濕固化聚氨酯粘接劑。其中的聚氨酯預(yù)聚物是由多元醇化合物和過(guò)量的異氰酸酯及其聚合物反應(yīng)生成，預(yù)聚物分子以異氰酸酯基團(tuán)封端。
一般采用的玻璃裝配工藝是把聚氨酯粘接劑涂在玻璃的邊緣或車體窗框表面，然后把玻璃粘接到車體上。在這一粘接過(guò)程中，通常底劑是必不可少的，即在涂敷聚氨酯粘接劑之前必須對(duì)待粘接的表面進(jìn)行底劑預(yù)處理。一般的底劑是以聚異氰酸酯化合物為主要成分的黑色液體，在裝配時(shí)極易污染車身面漆，而且作為粘接過(guò)程的一道工序，增加了使用的難度。所以，在玻璃裝配過(guò)程中，免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑很受歡迎。然而，對(duì)一些涂有防酸雨漆、高固含量漆以及易保養(yǎng)漆的鋼板，如果不借助底劑是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上面情況，本發(fā)明的目的是提供一種單組分濕固化聚氨酯粘接劑，提高其不借助底劑的粘接性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加特殊的催化劑和粘接促進(jìn)劑，可以使單組分濕固化聚氨酯粘接劑對(duì)涂漆鋼板具備良好的粘接性能。
本發(fā)明提供一種單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其主要成分是聚氨酯預(yù)聚物，以及(1)硅烷偶聯(lián)劑和聚氨酯預(yù)聚物的加成物作為粘接促進(jìn)劑(2)2，2二嗎啡啉二乙酯以及二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑以異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物作為主要成分，預(yù)聚物的制備可以通過(guò)傳統(tǒng)的方法制備，即多元醇化合物和過(guò)量的異氰酸酯化合物反應(yīng)，通常OH/NCO＝1/1.3～1/5。
上述的多元醇化合物包括聚醚多元醇，如聚氧化丙烯多元醇；改性聚醚多元醇；聚酯多元醇，如縮合聚酯多元醇、開(kāi)環(huán)聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇；其他主鏈含有C-C的端羥基化合物。
上述的異氰酸酯化合物包括甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，萘-1，5-二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯等等。
本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑中，含有上述異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物，預(yù)聚物的含量為總質(zhì)量份的25％-65％。
本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑中，除了含有異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物外，還含有硅烷偶聯(lián)劑和聚氨酯預(yù)聚物的加成物作為粘接促進(jìn)劑。硅烷偶聯(lián)劑和聚氨酯預(yù)聚物的加成物作為粘接促進(jìn)劑在單組分濕固化聚氨酯粘接劑中的含量為總質(zhì)量份的0.5％-10％上述的硅烷偶聯(lián)劑包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、巰烷基烷氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯基烷氧基烷基烷氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷，異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。更適宜的硅烷偶聯(lián)劑是巰丙基三甲氧基硅烷、巰丙基甲基二甲氧基硅烷、苯基氨丙基三甲氧基硅烷、異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷。
上述的作為粘接促進(jìn)劑的聚氨酯預(yù)聚物為甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，萘-1，5-二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯等的二聚體、三聚體以及與三羥甲基丙烷加成物等。更適合的是1，6-己二異氰酸酯衍生物。所述1，6-己二異氰酸酯衍生物包括縮二脲衍生物、1，6-己二異氰酸酯三聚體、1，6-己二異氰酸酯與三羥甲基丙烷加成物等。
本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑中，除了含有異氰酸酯封端的聚氨酯預(yù)聚物、粘接促進(jìn)劑外，還含有2，2二嗎啡啉二乙酯以及二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑。2，2二嗎啡啉二乙酯的含量為總質(zhì)量份的0.05％-1.5％，二丁基錫二月桂酸酯的含量為總質(zhì)量份的0.001％-0.5％。
本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑中，除了含有聚氨酯預(yù)聚物、粘接促進(jìn)劑、催化劑外，還含有增塑劑、填料、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑等。
上述的增塑劑為鄰苯二甲酸酯類、烷基磺酸酯類、磷酸三甲酚酯、氯化石蠟等。如鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯等。增塑劑在單組分濕固化聚氨酯粘接劑的含量為總質(zhì)量份的5％-50％上述的填料包括氧化鈣、硅微粉、碳黑、滑石粉、鈦白粉、碳酸鈣、高嶺土等等。填料在單組分濕固化聚氨酯粘接劑的含量為總質(zhì)量份的10％-60％。
上述的溶劑包括甲苯、二甲苯、煤油等。溶劑在單組分濕固化聚氨酯粘接劑的含量為總質(zhì)量份的0％-20％。
上述的紫外線吸收劑，包括水楊酸酯類、苯酮類、苯并三唑類、取代丙烯腈類、三嗪類等。例如氰特公司產(chǎn)品UV-3638、UV-2337、UV-5365、UV-5411、UV-24、UV-531、UV-9、UV-1084、UV-1164等；汽巴精化產(chǎn)晶Tinuvin P、Tinuvin 1130、Tinuvin 99-2、Tinuvin 928、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 329等。紫外線吸收劑在單組分濕固化聚氨酯粘接劑的含量為總質(zhì)量份的0.1％-2.0％。
上述的紫外線穩(wěn)定劑，一般是受阻胺類光穩(wěn)定劑。例如氰特公司產(chǎn)品UV-3346、UV-3529、UV-3581、UV-3853、UV-3853S、UV-2908等；汽巴精化產(chǎn)品Tinuvin 770、Tinuvin 292、Tinuvin 5050、Tinuvin 5055、Tinuvin 5151、Tinuvin 5060等。紫外線穩(wěn)定劑在單組分濕固化聚氨酯粘接劑的含量為總質(zhì)量份的0.1％-2.0％。
本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑的制備方法為在室溫下向攪拌釜中順序加入聚氨酯預(yù)聚物、增塑劑、溶劑、粘接促進(jìn)劑、催化劑、紫外線吸收劑和紫外穩(wěn)定劑后，在真空保護(hù)下共混30～45分鐘，徹底混勻即可。
具體實(shí)施方式現(xiàn)在將參照實(shí)施例以及用于比較的對(duì)比實(shí)施例更具體地對(duì)本發(fā)明作出描述，但不局限于此。除非另加說(shuō)明，否則實(shí)施例中的“份”均是指重量份。
實(shí)施例1聚氨酯預(yù)聚物按照如下方法制備聚氧化丙烯二元醇385克(平均分子量2000)以及聚氧化丙烯三元醇560克(平均分子量4500)加入到帶有機(jī)械攪拌、氮?dú)獗Ｗo(hù)以及加熱裝置的反應(yīng)器中。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將上述混合物加熱到50℃，然后加入160克二苯基甲烷二異氰酸酯，10克甲苯二異氰酸酯，攪拌均勻，加入0.1克二丁基錫二月桂酸酯，攪拌2h即可。
粘接促進(jìn)劑的制備方法如下巰丙基三甲氧基硅烷100克與1，6-己二異氰酸酯三聚體100克混合均勻，室溫反應(yīng)48h即可。
單組分濕固化聚氨酯粘接劑的制備方法為在室溫下向攪拌釜中順序加入聚氨酯預(yù)聚物400克、粘接促進(jìn)劑50g、鄰苯二甲酸二辛酯200克、干燥碳黑450克、二丁基錫二月桂酸酯2克、2，2二嗎啡啉二乙酯4克、Tinuvin 327紫外線吸收劑5克、Tinuvin770紫外線穩(wěn)定劑5克后，在真空保護(hù)下混合均勻，得到具有觸變性的單組分濕固化聚氨酯粘接劑。
實(shí)施例2除了把巰丙基三甲氧基硅烷替換為苯基氨丙基三甲氧基硅烷外，重復(fù)如實(shí)施例1的類似步驟，而獲得單組分濕固化聚氨酯粘接劑。
對(duì)比實(shí)施例1
除了不添加粘接促進(jìn)劑外，重復(fù)如實(shí)施例1的類似步驟，而獲得單組分濕固化聚氨酯粘接劑。
對(duì)比實(shí)施例2除了不添加2，2二嗎啡啉二乙酯外，重復(fù)如實(shí)施例1的類似步驟，而獲得單組分濕固化聚氨酯粘接劑。
評(píng)價(jià)在實(shí)施例1、實(shí)施例2和對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例2中獲得的單組分濕固化聚氨酯粘接劑，不借助任何底劑情況下的粘接性能。粘接性能表征方法如下上述的單組分濕固化聚氨酯粘接劑在如下涂漆鋼片表面被擠成三角條形，壓平，厚度3毫米，20℃以及65％的濕度條件下固化168h，通過(guò)刀切剝離試驗(yàn)評(píng)價(jià)粘接性能。實(shí)施例1、2和對(duì)比實(shí)施例1、2的結(jié)果列于表1。
表1
CF內(nèi)聚破壞率，表中以面積百分比(％)表示。
AF界面破壞率，表中以面積百分比(％)表示。
從表1的結(jié)果可以明顯的看出，本發(fā)明的單組分濕固化聚氨酯粘接劑(實(shí)施例1、2)在不借助底劑的情況下具備優(yōu)異的粘接性能。
權(quán)利要求
1.一種免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其特征是含有聚氨酯預(yù)聚物、粘接促進(jìn)劑和2，2二嗎啡啉二乙酯以及二丁基錫二月桂酸酯催化劑，在不借助底劑的情況下，對(duì)涂漆鋼板具有優(yōu)秀的粘接性能。
2.如權(quán)利要求
1所述的單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其特征是基于多元醇化合物和過(guò)量的異氰酸酯化合物制備的聚氨酯預(yù)聚體。所述的異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，萘-1，5-二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯等。所述的多元醇化合物包括聚醚多元醇，如聚氧化丙烯多元醇；改性聚醚多元醇；聚酯多元醇，如縮合聚酯多元醇、開(kāi)環(huán)聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇；其他主鏈含有C-C的端羥基化合物。
3.如權(quán)利要求
1所述的單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其特征是以硅烷偶聯(lián)劑與異氰酸酯衍生物的反應(yīng)產(chǎn)物作為粘接促進(jìn)劑，所述的硅烷偶聯(lián)劑是指γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等。所述的異氰酸酯衍生物為甲苯二異氰酸酯，二苯基甲烷二異氰酸酯，1，6-己二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯，萘-1，5-二異氰酸酯，甲基環(huán)己基二異氰酸酯等的二聚體、三聚體以及與三羥甲基丙烷加成物等。
4.如權(quán)利要求
1所述的單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其特征是以2，2二嗎啡啉二乙酯以及二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑。
5.如權(quán)利要求
1所述的單組分濕固化聚氨酯粘接劑，其特征是含有增塑劑、填料、溶劑、紫外線吸收劑、紫外線穩(wěn)定劑等。
專利摘要
本發(fā)明為免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑。本發(fā)明的免底劑型單組分濕固化聚氨酯粘接劑包含聚氨酯預(yù)聚物、粘接促進(jìn)劑、2，2二嗎啡啉二乙酯和二丁基錫二月桂酸酯催化劑、增塑劑、填料、紫外線吸收劑和穩(wěn)定劑等。得到一種免底劑、濕固化的單組份聚氨酯粘接劑，對(duì)涂漆鋼板有優(yōu)秀的粘接性能，可用于汽車及其他車輛的風(fēng)擋玻璃的粘接和裝配。
文檔編號(hào)C09J175/04GK1995256SQ200510132670
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年12月28日
發(fā)明者曾照坤, 李印柏 申請(qǐng)人:北京市天山新材料技術(shù)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan