CN100509986C - 免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂 - Google Patents

Abstract

本发明为免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂。本发明的免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂包含聚氨酯预聚物、粘接促进剂、2，2二吗啡啉二乙酯和二丁基锡二月桂酸酯催化剂、增塑剂、填料、紫外线吸收剂和稳定剂等。得到一种免底剂、湿固化的单组份聚氨酯粘接剂，对涂漆钢板有优秀的粘接性能，可用于汽车及其他车辆的风挡玻璃的粘接和装配。

Description

免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂

技术领域

本发明涉及一种单组分、湿固化、免底剂型聚氨酯粘接剂及其制备方法。这种免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂对涂漆钢板和带陶瓷涂层的玻璃具备优秀的粘接性能，可用于汽车制造业、铁路运输业、集装箱制造、设备制造、空调和通风装置等工业领域，尤其适合车辆的车窗和风挡玻璃装配。

背景技术

在汽车和其他车辆的车窗和风挡玻璃装配工艺中，目前普遍采用以聚氨酯预聚物作为主要成分的单组分湿固化聚氨酯粘接剂。其中的聚氨酯预聚物是由多元醇化合物和过量的异氰酸酯及其聚合物反应生成，预聚物分子以异氰酸酯基团封端。

一般采用的玻璃装配工艺是把聚氨酯粘接剂涂在玻璃的边缘或车体窗框表面，然后把玻璃粘接到车体上。在这一粘接过程中，通常底剂是必不可少的，即在涂敷聚氨酯粘接剂之前必须对待粘接的表面进行底剂预处理。一般的底剂是以聚异氰酸酯化合物为主要成分的黑色液体，在装配时极易污染车身面漆，而且作为粘接过程的一道工序，增加了使用的难度。所以，在玻璃装配过程中，免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂很受欢迎。然而，对一些涂有防酸雨漆、高固含量漆以及易保养漆的钢板，如果不借助底剂是很困难的。

发明内容

根据上面情况，本发明的目的是提供一种单组分湿固化聚氨酯粘接剂，提高其不借助底剂的粘接性能。结果发现，添加特殊的催化剂和粘接促进剂，可以使单组分湿固化聚氨酯粘接剂对涂漆钢板具备良好的粘接性能。

本发明提供一种单组分湿固化聚氨酯粘接剂，其主要成分是聚氨酯预聚物，以及：

(1)硅烷偶联剂和聚氨酯预聚物的加成物作为粘接促进剂

(2)2，2二吗啡啉二乙酯以及二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂以异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物作为主要成分，预聚物的制备可以通过传统的方法制备，即多元醇化合物和过量的异氰酸酯化合物反应，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，如缩合聚酯多元醇、开环聚酯多元醇、聚碳酸酯二醇；其他主链含有C-C的端羟基化合物。

上述的异氰酸酯化合物包括甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，萘-1，5-二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯等等。

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂中，含有上述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，预聚物的含量为总质量份的25％-65％。

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂中，除了含有异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物外，还含有硅烷偶联剂和聚氨酯预聚物的加成物作为粘接促进剂。硅烷偶联剂和聚氨酯预聚物的加成物作为粘接促进剂在单组分湿固化聚氨酯粘接剂中的含量为总质量份的0.5％-10％

上述的硅烷偶联剂包括γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、巯烷基烷氧基硅烷、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-缩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，异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。更适宜的硅烷偶联剂是巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、苯基氨丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷。

上述的作为粘接促进剂的聚氨酯预聚物为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，萘-1，5-二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯等的二聚体、三聚体以及与三羟甲基丙烷加成物等。更适合的是1，6-己二异氰酸酯衍生物。所述1，6-己二异氰酸酯衍生物包括缩二脲衍生物、1，6-己二异氰酸酯三聚体、1，6-己二异氰酸酯与三羟甲基丙烷加成物等。

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂中，除了含有异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物、粘接促进剂外，还含有2，2二吗啡啉二乙酯以及二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂。2，2二吗啡啉二乙酯的含量为总质量份的0.05％-1.5％，二丁基锡二月桂酸酯的含量为总质量份的0.001％-0.5％。

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂中，除了含有聚氨酯预聚物、粘接促进剂、催化剂外，还含有增塑剂、填料、溶剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂等。

上述的增塑剂为邻苯二甲酸酯类、烷基磺酸酯类、磷酸三甲酚酯、氯化石蜡等。如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯等。增塑剂在单组分湿固化聚氨酯粘接剂的含量为总质量份的5％-50％

上述的填料包括氧化钙、硅微粉、碳黑、滑石粉、钛白粉、碳酸钙、高岭土等等。填料在单组分湿固化聚氨酯粘接剂的含量为总质量份的10％-60％。

上述的溶剂包括甲苯、二甲苯、煤油等。溶剂在单组分湿固化聚氨酯粘接剂的含量为总质量份的0％-20％。

上述的紫外线吸收剂，包括水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类等。例如氰特公司产品：UV-3638、UV-2337、UV-5365、UV-5411、UV-24、UV-531、UV-9、UV-1084、UV-1164等；汽巴精化产品：Tinuvin P、Tinuvin 1130、Tinuvin 99-2、Tinuvin 928、Tinuvin 326、Tinuvin 327、Tinuvin 329等。紫外线吸收剂在单组分湿固化聚氨酯粘接剂的含量为总质量份的0.1％-2.0％。

上述的紫外线稳定剂，一般是受阻胺类光稳定剂。例如氰特公司产品：UV-3346、UV-3529、UV-3581、UV-3853、UV-3853S、UV-2908等；汽巴精化产品：Tinuvin 770、Tinuvin 292、Tinuvin 5050、Tinuvin 5055、Tinuvin 5151、Tinuvin 5060等。紫外线稳定剂在单组分湿固化聚氨酯粘接剂的含量为总质量份的0.1％-2.0％。

本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂的制备方法为：

在室温下向搅拌釜中顺序加入聚氨酯预聚物、增塑剂、溶剂、粘接促进剂、催化剂、紫外线吸收剂和紫外稳定剂后，在真空保护下共混30～45分钟，彻底混匀即可。

具体实施方式

现在将参照实施例以及用于比较的对比实施例更具体地对本发明作出描述，但不局限于此。除非另加说明，否则实施例中的“份”均是指重量份。

实施例1

聚氨酯预聚物按照如下方法制备：

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)加入到带有机械搅拌、氮气保护以及加热装置的反应器中。在氮气保护下，将上述棍合物加热到50℃，然后加入160克二苯基甲烷二异氰酸酯，10克甲苯二异氰酸酯，搅拌均匀，加入0.1克二丁基锡二月桂酸酯，搅拌2h即可。

粘接促进剂的制备方法如下：

巯丙基三甲氧基硅烷100克与1，6-己二异氰酸酯三聚体100克混合均匀，室温反应48h即可。单组分湿固化聚氨酯粘接剂的制备方法为：

在室温下向搅拌釜中顺序加入聚氨酯预聚物400克、粘接促进剂50g、邻苯二甲酸二辛酯200克、干燥碳黑450克、二丁基锡二月桂酸酯2克、2，2二吗啡啉二乙酯4克、Tinuvin 327紫外线吸收剂5克、Tinuvin770紫外线稳定剂5克后，在真空保护下混合均匀，得到具有触变性的单组分湿固化聚氨酯粘接剂。

实施例2

除了把巯丙基三甲氧基硅烷替换为苯基氨丙基三甲氧基硅烷外，重复如实施例1的类似步骤，而获得单组分湿固化聚氨酯粘接剂。

对比实施例1

除了不添加粘接促进剂外，重复如实施例1的类似步骤，而获得单组分湿固化聚氨酯粘接剂。

对比实施例2

除了不添加2，2二吗啡啉二乙酯外，重复如实施例1的类似步骤，而获得单组分湿固化聚氨酯粘接剂。

评价在实施例1、实施例2和对比实施例1和对比实施例2中获得的单组分湿固化聚氨酯粘接剂，不借助任何底剂情况下的粘接性能。粘接性能表征方法如下：

上述的单组分湿固化聚氨酯粘接剂在如下涂漆钢片表面被挤成三角条形，压平，厚度3毫米，20℃以及65％的湿度条件下固化168h，通过刀切剥离试验评价粘接性能。实施例1、2和对比实施例1、2的结果列于表1。

表1

CF；内聚破坏率，表中以面积百分比(％)表示。

AF：界面破坏率，表中以面积百分比(％)表示。

从表1的结果可以明显的看出，本发明的单组分湿固化聚氨酯粘接剂(实施例1、2)在不借助底剂的情况下具备优异的粘接性能。

Claims (4)

1、一种免底剂型单组分湿固化聚氨酯粘接剂，其特征是含有聚氨酯预聚物、粘接促进剂和2，2二吗啡啉二乙酯以及二丁基锡二月桂酸酯催化剂，在不借助底剂的情况下，对涂漆钢板具有粘接性能，其中粘接促进剂是硅烷偶联剂与异氰酸酯衍生物的反应产物，所述的硅烷偶联剂是指γ-巯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-缩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，所述的异氰酸酯衍生物为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，萘-1，5-二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯的二聚体、三聚体以及与三羟甲基丙烷加成物。

2、如权利要求1所述的单组分湿固化聚氨酯粘接剂，其特征是聚氨酯预聚物是基于多元醇化合物和过量的异氰酸酯化合物制备的聚氨酯预聚体，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，1，6-己二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯，苯二亚甲基二异氰酸酯，萘-1，5-二异氰酸酯，甲基环己基二异氰酸酯，所述的多元醇化合物包括：聚醚多元醇，聚酯多元醇。

3、如权利要求1所述的单组分湿固化聚氨酯粘接剂，其特征是以2，2二吗啡啉二乙酯以及二丁基锡二月桂酸酯作为催化剂。

4、如权利要求1所述的单组分湿固化聚氨酯粘接剂，其特征是含有增塑剂、填料、溶剂、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂。