CN101998981A - 用于将增粘剂组合物施涂于基材上的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种将包含至少一种增粘剂物质的增粘剂组合物施加于基材上的方法。其中，使该增粘剂物质蒸发并且将形成的蒸气通过载气输送到基材上。
Description
技术领域
本发明涉及用于将增粘剂组合物施涂于基材上的施涂技术领域。
背景技术
增粘剂组合物传统地用于改善材料，特别是粘合剂和密封剂在基材上的粘附性。因此，例如用作待粘合或密封的表面预处理用的所谓“底漆活化剂”或“粘附活化剂”的硅烷和钛酸盐化合物是本领域技术人员已知的。
已经提出多种方法用于将增粘剂组合物施涂于基材上。
因此例如根据WO 2006/005606，使用辊涂、喷涂或浸涂方法将增粘剂施加于有关的工件上。
上述方法具有难以计量待施涂的增粘剂组合物的量的缺点。此外，对于较高粘度的增粘剂组合物，这些方法的应用范围显著受限，因为例如当将它们涂覆于粗糙表面时，增粘剂组合物不能完全渗透到孔中并且因此表面没有完全润湿。
出于经济原因并且还为了实现最佳的粘附性，此外通常希望将仅仅少量的增粘剂组合物涂覆于基材上。只有当待涂覆的增粘剂组合物优选用易挥发的溶剂稀释时，这才可以用所述方法实现。然而，由于因工业卫生和职业安全因素而需要的总体条件和附加设备，逸出性(ablüftenden)溶剂的使用通常是不利的。在其中一般涂覆增粘剂组合物的封闭的生产场所中，该问题尤其尖锐。
由于这些问题，在WO2007/132013中提出了使用超声喷雾器将增粘剂组合物涂覆于基材表面上。该方法的缺点在于，该涂覆需要相对复杂的施涂设备。
发明描述
因此本发明的目的是提供一种容许将即使少量的增粘剂组合物均匀涂覆于基材上的简单并且安全的方法。
由于不再需要使溶剂逸出，因此可以在增粘剂物质涂覆之后立即另外施加粘合剂或密封剂。
根据本发明，借助于如权利要求1所述的方法实现了该目的。本方法的优选实施方案描述于从属权利要求2-10中。
本发明的另一个方面涉及一种如权利要求11和权利要求12所述的设备。
发明的实施方案
本发明涉及一种用于将包含至少一种增粘剂物质的增粘剂组合物施加于基材上的方法，其中使增粘剂物质蒸发并且将形成的蒸气通过载气输送到基材。
典型使用的增粘剂物质通常在常压下具有高于分解温度的沸点。但由于液体增粘剂物质的蒸气压，因此甚至在位于分解点以下并因此还在增粘剂物质的沸点以下的相对低的温度下，在液相与气相之间实现平衡，其中增粘剂物质从液相到达转变为气相。由于借助于载气使得气相中存在的增粘剂物质连续偏离于该平衡，因此即使在低于沸点的温度下也确保了增粘剂物质从液相连续转变为气相。因此，由于该不断的“蒸发”，增粘剂物质连续输送到暴露于载气的基材。令人惊奇地，基材的相对短暂的暴露已经足以相对于每基材面施加足够量的增粘剂物质，以确保所希望的增粘性。
因此，根据本发明的方法容许当存在极大减少的溶剂量或甚至完全没有溶剂时，均匀地涂覆即使少量的增粘剂组合物或含于该组合物中的增粘剂物质。根据一个优选实施方案，增粘剂物质基本不含溶剂，即溶剂以至多5重量％，特别地至多1重量％，优选至多0.5重量％存在。由此，涂覆增粘剂组合物的使用者完全没有暴露在任何挥发性溶剂下，这确保了较安全的工作条件。因此完全可以避免由VOC规章强制提出的限制。此外，由于省略了通风时间，因此在施加了增粘剂组合物之后可以立即进一步加工经处理过的基材。因此，在涂覆了增粘剂物质之后可以立即施加粘合剂或密封剂。例如，这可以借助于同时在其的臂上配备有用于施涂增粘剂组合物或增粘剂物质的设备以及用于施涂粘合剂或密封剂的设备的涂装机器人来进行。这使得仅需要一个机器人位置并因此需要较少的空间以及还可以缩短周期时间(Taktzeit)。
根据本发明方法的另一个优点在于，可以在谨慎和因此十分可控的条件下将增粘剂物质输送到基材上。因此，其基本不同于例如由EP-A-1388470获知的方法，根据该专利，将粘附性促进化合物加入活性等离子体中。
此外，根据本发明的方法容许有目的地将增粘剂物质或包含其的增粘剂组合物涂覆于基材表面的预定区域。因此，增粘剂组合物的涂覆可以限于与粘合剂或密封剂接触的各个区域，就增粘剂物质的消耗和粘合或密封的基材的美观外形而言，这尤其有利。
例如蒸发温度、载气的流动、液相中的增粘剂物质与载气之间的接触面积，和/或基材的暴露时间可以根据增粘剂物质而相应变化，以调节所希望量的、在施涂于基材上的增粘剂组合物中的增粘剂物质。
例如可水解的增粘剂物质是尤其合适的用于根据本发明方法的增粘剂物质。
至少一种可水解的增粘剂物质可以是有机硅化合物。原则上，本领域技术人员已知的用作增粘剂的所有有机硅化合物是合适的。优选地，该有机硅化合物具有至少一个，优选三个通过氧-硅键与硅原子直接连接的烷氧基。另外，有机硅化合物具有至少一个通过硅-碳键与硅原子相连的取代基，并且其任选地具有选自环氧乙烷基、羟基、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、巯基、乙烯基和腈基的官能基。
式(I)或式(II)或式(III)的有机硅化合物尤其适合作为有机硅化合物。
这里，R1代表具有1-20个C原子，任选地具有芳族部分和任选地具有一个或多个杂原子，特别是氮原子的线型或支化、任选环状的亚烷基。
R2代表具有1-5个C原子的烷基，特别是甲基或乙基，或者酰基。
R3代表具有1-8个C原子的烷基，特别是甲基。
X代表H或选自环氧乙烷基、OH基、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、SH基、酰基硫基和乙烯基的官能基，优选氨基。为了完整性需要指出的是，所谓“酰基硫基”理解为是指取代基其中R4代表烷基，特别是具有1-20个碳原子的烷基，并且虚线表示与取代基R1键合的键，
X1代表选自NH、S、S2和S4的官能基。
X2代表选自N和异氰脲酸酯基团的官能基，和a代表数值0、1或2，优选0。
取代基R1特别是指亚甲基、亚丙基、甲基亚丙基、亚丁基或二甲基亚丁基。亚丙基尤其优选作为取代基R1。
具有氨基、巯基或环氧乙烷基团的有机硅化合物也被称为“氨基硅烷”、“巯基硅烷”或“环氧基硅烷”。“聚氨基硅烷”被理解为是指具有多个氨基的硅化合物。“聚硅烷”被理解为是指具有多个硅烷基团的硅化合物。这里，“硅烷基团”被理解为是指式(I′)的基团。
基团R2和下标a在上面定义。
作为式(I)的有机硅化合物，合适的例如是选自以下的有机硅化合物：
辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、甲基辛基二甲氧基硅烷；
3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷；
3-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、4-氨基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基二甲氧基甲基硅烷、4-氨基-3-甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3，3-二甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3，3-二甲基丁基二甲氧基甲基硅烷、2-氨基乙基二甲氧基甲基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、氨基甲基甲氧基二甲基硅烷、7-氨基-4-氧代庚基二甲氧基甲基硅烷、N-(甲基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷；
3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷；
3-酰基硫基丙基三甲氧基硅烷；
乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷。
还优选刚才提及的其烷氧基被乙酰氧基代替的有机硅化合物，例如辛基三乙酰氧基硅烷(辛基-Si(O(O＝C)CH3)3)。该有机硅化合物在水解时分解出乙酸。
在这些提及的有机硅化合物中优选的是具有与硅原子连接的有机取代基，且所述取代基额外地还具有官能基，即其不是烷基并且对应于式(I)并且其中X不为H的那些。
作为式(II)的有机硅化合物，合适的例如为选自以下的有机硅化合物：双-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]胺、4，4，15，15-四乙氧基-3，16-二氧杂-8，9，10，11-四硫杂-4，15-二硅杂十八烷(双(三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物[或]双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷)和双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物。
作为式(III)的有机硅化合物，合适的是例如选自以下的有机硅化合物：三-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、三-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]胺、1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮脲(＝三(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)异氰脲酸酯)和1，3，5-三[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮脲(＝三(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)异氰脲酸酯)。
所述增粘剂组合物优选不含烷基硅烷，即优选地H不同于H。
优选作为有机硅化合物的是氨基硅烷，特别是X＝NH2或NH2-CH2-CH2-NH，X1＝NH和X2＝N的氨基硅烷。尤其优选的是3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、双[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]胺以及它们彼此的混合物。
至少一种可水解的增粘剂物质可以另外是有机钛化合物。原则上，本领域技术人员已知的所有用作增粘剂的有机钛化合物是合适的。
特别合适的有机钛化合物是具有至少一个选自以下并且通过氧-钛键与钛原子直接相连的官能基：烷氧基、磺酸盐基、羧酸盐基、二烷基磷酸酯基、二烷基焦磷酸酯基和乙酰丙酮化物基团或其混合物。
尤其合适的化合物是其中与钛连接的所有取代基选自烷氧基、磺酸盐基、羧酸盐基、二烷基磷酸酯基、二烷基焦磷酸酯基和乙酰丙酮化物基团并且其中所有取代基可以彼此相同或不同的那些。
作为烷氧基，特别地所谓“新烷氧基”取代基，证明尤其合适的特别是下式(IV)的那些：
作为磺酸，其芳族基团被烷基取代的芳族磺酸证明是尤其合适的。下式(V)的残基被认为是优选的磺酸。
已经证明脂肪酸的羧酸盐尤其适合作为羧酸盐基。癸酸盐是优选的羧酸盐。
在上式(IV)和(V)中，这里的虚线键表示氧-钛键。
有机钛化合物可例如从Kenrich Petrochemicals或DuPont公司商购获得。合适的有机钛化合物的例子是例如得自KenrichPetrochemicals的
KR TTS、KR 7、KR 9S、KR 12、KR 26S、KR 33DS、KR 38S、KR 39DS、KR44、KR 134S、KR 138S、KR 158FS、KR212、KR 238S、KR 262ES、KR 138D、KR 158D、KR238T、KR 238M、KR238A、KR238J、KR262A、LICA 38J、KR 55、LICA 01、LICA 09、LICA 12、LICA 38、LICA 44、LICA 97、LICA 99、KR OPPR、KR OPP2，或者得自DuPont的Tyzor
ET、TPT、NPT、BTM、AA、AA-75、AA-95、AA-105、TE、ETAM、OGT。优选
KR 7、KR 9S、KR 12、KR26S、KR 38S、KR44、LICA 09、LICA 44、NZ 44，以及得自DuPont的
ET、TPT、NPT、BTM、AA、AA-75、AA-95、AA-105、TE、ETAM。
尤其优选的有机钛化合物是具有通过氧-钛键与钛原子相连的式(IV)和/或(V)的取代基的那些。
至少一种可水解的增粘剂物质可以另外是有机锆化合物。原则上，本领域技术人员已知的用作增粘剂的所有有机锆化合物是合适的。尤其合适的有机锆化合物是具有至少一个选自烷氧基、磺酸盐基、羧酸盐基和磷酸盐基或者其的混合物并且通过氧-锆键与锆原子直接相连的官能基。
异丙氧基和特别是如上所述的式(IV)的所谓“新烷氧基”取代基证明尤其适合作为烷氧基，其中这里的虚线键表示氧-锆键。
作为磺酸，其芳族基团被烷基取代的芳族磺酸经证明尤其合适。优选的磺酸可以是如上所述的式(V)的残基，其中这里的虚线键表示氧-锆键。
脂肪酸的羧酸盐经证明尤其适合作为羧酸盐基。硬脂酸盐和异硬脂酸盐被认为是优选的羧酸盐。
有机锆化合物可例如从Kenrich Petrochemicals公司商购获得。合适的有机锆化合物的例子是例如
NZ 38J、NZ TPPJ、KZOPPR、KZ TPP、NZ 01、NZ 09、NZ 12、NZ 38、NZ 44、NZ 97。
此外，根据本发明的组合物的增粘剂物质可以包含至少一种有机硅化合物与至少一种有机钛化合物和/或与至少一种有机锆化合物的混合物。至少一种有机钛化合物与至少一种有机锆化合物的混合物也是可能的。优选的是至少一种有机硅化合物与至少一种有机钛化合物的混合物。
尤其优选的是几种有机硅化合物的混合物或者有机硅化合物与有机钛化合物或有机锆化合物的混合物。
尤其优选的是氨基硅烷和巯基硅烷的混合物。
至少一种聚氨基硅烷和至少一种聚硅烷，特别是至少一种二硅烷，和至少一种巯基硅烷的混合物尤其有利。
该混合物特别为以下组分的混合物：
A：聚氨基硅烷，优选N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，
B：聚硅烷，优选双-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，和
C：巯基硅烷，优选3-巯基丙基三甲氧基硅烷，
其中A∶B∶C的重量比特别为X∶Y∶Z，且X的值为0.1-10，Y为0.1-10，和Z为0.1-10。
根据本发明的方法，可以将增粘剂物质加热以促进其蒸发。在根据本发明的方法中，如果将有机硅化合物、有机钛化合物或有机锆化合物用作增粘剂物质，则优选将蒸发温度调节至100℃-250℃。因此其远远低于增粘剂物质的分解点。
与本发明相关，术语“载气”被理解为是指相对于增粘剂物质惰性的气体。例如，氮气、氧气、空气和/或稀有气体可用作优选的载气。特别地，当使用有机硅化合物、有机钛化合物或有机锆化合物时，也可以将另外的组分加入载气用于上述化合物的水解。例如如果使用空气，则空气可以另外含有一定量的湿气，特别是水。在此情况下，20℃下的空气湿度优选为20％-70％。水的量优选计算为使得增粘剂物质可以进行水解或部分水解直至它们接触到基材上。
还可考虑加热载气以由此间接加热增粘剂物质并且促进其的蒸发。
尽管本发明的优点是即使没有溶剂存在也能实现基材表面的均匀和充分润湿，但本发明还包括其中提供溶于溶剂中的增粘剂物质的方法。
在此，合适的溶剂特别是易挥发性的溶剂，即在760托具有25℃-140℃，特别为50℃-120℃，优选65℃-99℃的沸点的溶剂。
另外，较少挥发性的溶剂也是合适的，即在760托具有高于烘焙温度的沸点的溶剂。特别地，它们具有≥100℃，优选100℃-200℃，更优选140℃-200℃的沸点。
此外已经表明，特别地可以使用不同溶剂的混合物。例如，可以使用烃的混合物或者至少一种烃与至少一种在其的结构式中具有至少一个杂原子的极性溶剂的混合物。所述烃可以是饱和的或者烯属或芳族不饱和的。烃优选是饱和的。特别地，O、N和S被认为适合作为极性溶剂中的杂原子。所述至少一个杂原子优选为氧原子，其尤其优选以羟基、羰基、醚、羧酸或羧酸衍生物基团例如酯、酰胺或羧酸盐基团的形式存在于极性溶剂的结构式中。优选的极性溶剂是水、醇和酮。最优选的极性溶剂是醇，特别是具有1-8个碳原子的饱和、支化或者线型或环状的醇。
优选的溶剂是醇以及脂族和环脂族的烃，特别是乙醇、异丙醇、己烷、环己烷、庚烷或辛烷，以及它们的混合物。溶剂优选为异丙醇或庚烷。
醇和脂族或环脂族烃的溶剂混合物被认为是尤其优选的，特别是乙醇或异丙醇与己烷或环己烷或庚烷或辛烷以及其混合物的这类混合物。异丙醇和庚烷的混合物表明是尤其优选的溶剂混合物。
较少挥发性的溶剂特别包括烃例如甲苯、二甲苯，或者具有120℃-200℃，特别为120℃-140℃沸点的烃混合物。
施加于基材上的增粘剂组合物可由增粘剂物质组成或者可以包括至少一种其他组分。基于增粘剂组合物计算，增粘剂物质的比例优选为90重量％，特别为95重量％，优选99重量％。
取决于适用性，至少一种其他组分可以与增粘剂物质相同的方式或者通过适用于该目的的常规方法施加。
用于水解，例如用于硅烷基水解的催化剂同样可以用作增粘剂组合物的组分，更确切说例如为以下物质的形式：有机羧酸例如苯甲酸或水杨酸，有机羧酸酐例如邻苯二甲酸酐或六氢邻苯二甲酸酐，有机羧酸甲硅烷基酯，有机磺酸例如对-甲苯磺酸或4-十二烷基苯磺酸或者甲基磺酸，或其他有机或无机酸，或者上述酸的混合物；以及用于异氰酸酯基团反应的催化剂，例如锡化合物如辛酸锡(II)、三氯单丁基锡、二氯二丁基锡、氧化二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二羧酸二丁基锡、二羧酸二辛基锡、烷基锡硫酯，铋化合物例如辛酸铋(III)、新癸酸铋(III)，锌化合物例如辛酸锌(II)，以及含氨基的化合物例如2，2′-二吗啉基二乙醚、1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯；以及其他催化剂例如钛酸酯和锆酸酯。
此外，可以使用底漆化学工业中常用的润湿剂和添加剂。
UV吸收剂以及光学澄清剂同样合适作为另外的组分。这类光学澄清剂吸收UV光并且发出可见(通常蓝色)光。优选的光学澄清剂是得自Ciba Speciality Chemicals的Ciba
0B。另外合适的光学澄清剂例如在Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第四版，John Wiley & Sons，New York，第11卷，第227-241页中给出。例如，UV吸收剂可以是有机的，例如得自Ciba Speciality Chemicals的产品系列的那些。
增粘剂组合物涂覆于其表面之上的基材可以是多种多样的。尤其合适的基材是无机基材例如玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、砖、瓦、石膏和天然石材例如花岗岩或大理石；金属或合金例如铝、钢、有色金属、镀锌金属；有机基材例如木材、纸板，塑料例如PVC、聚碳酸酯、PMMA、聚酯、环氧树脂；涂覆的基材例如粉末涂覆的金属或合金；以及涂料和漆料，特别是汽车遮盖漆。最优选的基材是玻璃，特别是陶瓷涂覆的玻璃，经涂漆的底材例如经涂漆的金属法兰，以及塑料，特别是PVC。
本发明可特别用于随后应使用粘合剂或密封剂来粘合的基材表面的预处理。在此，作为预处理，优选借助于上述方法来涂覆增粘剂物质。因此，合适的应用例如为粘合用于地面或地下工程的和在工业品或消费品的生产或修理中的构件，特别是粘合窗户、家用器具或者运输工具例如水用或陆用交通工具，优选小汽车、大客车、载重车、火车或轮船；密封工业生产或修理中的或者地面或地下工程中的接头、接缝或空腔。本发明尤其适用于将增粘剂组合物施加于窗板，优选玻璃制窗板上，其中窗板应与至少一种由玻璃、木材、漆料或塑料，特别是聚氯乙烯(PVC)制成的其他基材结合，特别是粘合。因此，根据本发明的方法可优选用于其中玻璃与经涂漆的车体粘合的汽车制造中，或者用于其中玻璃与木制或塑料制框架粘合的门窗制造中。
本发明另外涉及一种将至少两个基材表面S1与基材S2粘合和/或密封的方法，包括以下步骤：(i)借助于上述方法将增粘剂组合物施加于基材S1和/或基材S2上；(ii)将粘合剂或密封剂施涂于至少一个基材表面S1和/或S2或者基材S1与S2之间；(iii)通过施涂的粘合剂或密封剂使基材S1和S2接触；和(iv)使施涂的粘合剂或密封剂固化；其中基材S1和S2彼此相同或不同。
当用作密封剂时，将该组合物施涂于基材S1与S2之间并且然后将其固化。通常将密封剂压到接头中。
优选均匀施涂粘合剂或密封剂。
在两种应用中，基材S1可与基材S2相同或不同。
合适的基材S1或S2为例如无机基材例如玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、砖、瓦、石膏和天然石材例如花岗岩或大理石；金属或合金例如铝、钢、有色金属、镀锌金属；有机基材例如木材，塑料例如PVC、聚碳酸酯、PMMA、聚酯、环氧树脂；经涂覆的基材例如粉末涂覆的金属或合金；以及涂料和漆料，特别是汽车遮盖漆。
已经表明聚氨酯粘合剂、(甲基)丙烯酸酯粘合剂、环氧树脂粘合剂或者基于烷氧基硅烷官能的预聚物的粘合剂最适合于粘合。
合适的聚氨酯粘合剂首先是单组分湿固化粘合剂或双组分聚氨酯粘合剂。这类粘合剂包含特别是含有异氰酸酯基团的预聚物形式的聚异氰酸酯。优选的聚氨酯粘合剂是例如可以
和
产品系列从Sika Schweiz AG商购获得的那些。
作为(甲基)丙烯酸酯粘合剂，理解为是指双组分粘合剂，第一组分包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或它们的酯，和第二组分包括自由基形成剂，特别是过氧化物。优选以
产品系列从SikaSchweiz AG可商购获得的这类粘合剂。
作为环氧树脂粘合剂，理解为是指基于缩水甘油醚，特别是双酚A和/或双酚F的二缩水甘油醚配制的粘合剂。尤其合适的是双组分环氧树脂粘合剂，一种组分包含双酚A和/或双酚F的二缩水甘油醚，和第二组分包含多胺和/或聚硫醇。优选的双组分环氧树脂粘合剂是例如可以
产品系列从Sika Schweiz AG商购获得的那些。已经表明，得自Sika Schweiz AG的双组分环氧树脂粘合剂
-31DW和
-33，优选
尤其适合于粘合膜。
作为基于含烷氧基硅烷官能的预聚物的粘合剂，理解为特别是指基于MS聚合物或SPUR(硅烷终止的聚氨酯)预聚物的粘合剂。这类烷氧基硅烷官能预聚物可以例如通过具有至少两个C＝C双键的聚醚，特别是烯丙基终止的聚氧亚烷基聚合物与氢硅烷之间的加氢甲硅烷基化反应，或者通过异氰酸基烷基烷氧基硅烷在多元醇或羟基官能的聚氨酯预聚物上的加成反应，或者通过氨基烷基烷氧基硅烷在异氰酸酯官能的聚氨酯预聚物上的加成反应而制得，其中聚氨酯预聚物本身可以通过现有技术中已知的方法通过多异氰酸酯和多醇和/或多胺的反应获得。基于烷氧基硅烷官能预聚物的粘合剂是湿固化的并且在室温下反应。
原则上，也可以使用例如以产品系列从Sika SchweizAG商购获得的反应热熔粘合剂。然而，优选室温固化的粘合剂。
在施涂粘合剂或密封剂之前，除了施加增粘剂组合物之外可以根据需要将基材预处理。这类预处理特别包括物理和/或化学的清洁方法，例如研磨、喷砂、刷等，或者用清洁剂或溶剂处理。
在粘合或密封基材S1和S2后，获得粘合或密封的制品。该制品可以是建筑物，特别是地上或地下工程的建筑物，或者运输工具。所述制品优选为运输工具，例如水用或陆用交通工具，特别是小汽车、大客车、载重汽车、火车或轮船，或者其上的安装部件。粘合或密封的制品尤其优选为运输工具，特别是小汽车，或者运输工具，特别是小汽车上的安装部件。
本发明进一步涉及用于进行上述方法的设备，包括具有载气通道的模块(Block)(载气通道穿过该模块)，和用于将增粘剂物质送入载气通道的机构。该模块包括具有载气入口并且界定入口侧的第一表面区，和具有载气出口并且界定出口侧的第二表面区。所述模块可以具有适用于目的的任何形状，例如矩形或圆柱形的那些。
载气通道从载气入口通过模块到达载气出口。原则上，载气通道可以关乎横截面和过程地具有任何的适于该目的的设计结构。在入口侧与出口侧垂直的矩形或圆柱形模块中，可设想例如，载气通道直接(并因此斜角地)穿过该模块，或者以两个相互垂直的载气通道段穿过该模块。
一般而言，载气入口与用于连接载气导入段的机构例如入口接套相连。另外，载气出口可与用于有目的地涂覆增粘剂物质的机构，例如从该模块伸出的管段，特别是喷嘴或钟形物相连。可设想例如将软管设置在喷嘴与载气出口之间。由于其柔性，因此该软管使得可以根据需要对准喷嘴，而不需要移动模块。因此本方法可以在静止的基材上通过使喷嘴在待处理的基材上移动，例如通过使用机器人来进行，这在实践中非常有利。
此外，该设备具有用于将增粘剂物质导入载气通道的机构。该机构通常被衔接入载气通道中的增粘剂物质通道贯穿，而所述通道通常通过隔膜封闭。
载气通道优选被设计为确保增粘剂物质与载气之间尽可能好的接触。为此目的，可以在载气通道中提供意在用增粘剂物质润湿并且因此确保尽可能大的增粘剂物质表面的机构。另外，鉴于载气与增粘剂物质之间尽可能好的接触，在载气通道中设置将湍流引入流过载气通道的气流中的机构。
根据另一个优选实施方案，在装置上额外地配置用于加热模块的机构。对此，本领域技术人员已知的所有机构都可用于该目的。可设想例如将所述模块设置在加热板上或者包括加热线圈作为内部组件。另外，可以毋需与模块任何直接接触而进行加热，例如通过感应。为了确保从模块到增粘剂物质的良好传热，模块优选由具有高导热系数的材料例如铝制成。
上述装置的实施方案的纯粹示意性的横截面视图示于附图1中。
根据图1，装置2包括具有载气入口6并且界定入口侧的顶面8，和与入口侧垂直的、具有载气出口10的出口侧12的矩形模块4。载气通道14从载气入口6穿过模块4到达载气出口10。载气通道14在入口侧具有基本垂直走向的第一载气通道段14′，和在出口侧具有基本水平走向的第二载气通道段14″。载气入口6与用于连接载气导入段18的入口接套16流体连接，同时载气出口10与从出口侧12基本垂直突出的喷嘴20流体连接。
所述模块另外包括增粘剂物质通道22。该通道从模块4的与出口侧12对置的侧面24导入载气通道14。增粘剂物质通道22在第二载气通道段14″的延伸范围穿过，使得载气通道14与增粘剂物质通道22在形状上基本形成倒转的T形。
该装置另外具有用于将增粘剂物质引入载气通道14中的机构。根据图1，该机构为穿过增粘剂物质通道22的小管26的形式。增粘剂物质通道22随后借助于隔膜28封闭。
为了确保引入载气通道14中的增粘剂物质尽可能大的表面积并由此确保增粘剂物质与载气之间尽可能大的接触面积，将例如用增粘剂物质润湿过的玻璃棉(未示出)，引入第二载气通道段14″中。玻璃棉额外地具有将湍流引入载气流的效果，这另外改善了载气与增粘剂物质之间的接触。
模块4的底面30位于加热板32上，该加热板意在加热模块4并由此加热引入载气通道14中的增粘剂物质。
通过载气导入段18和与该导入段相连的入口接套16，将载气导入通过加热板32加热的模块4的载气通道14，并且借助于小管26通过增粘剂物质通道22将增粘剂物质引入载气通道14中并且使其蒸发。所形成的增粘剂物质的蒸气通过载气朝着出口侧12运输，并且通过喷嘴20施加于基材上。
除了图1中所示的载气通道的形状，还特别可考虑，载气通道从入口侧向下斜角地穿过到达出口侧。如果在模块中有温度梯度，该梯度随着与加热板的距离降低而增加，则这可能是尤其有利的。由于在该实施方案中液体增粘剂物质在载气通道中连续向下流动，因此其的蒸气压在朝着载气出口的方向--并因此在沿着增加的气态增粘剂物质浓度的方向--连续升高。
另外，可以考虑在载气通道中存在凹口，其充当针对增粘剂物质的凹槽。其还被优选设计为使得增粘剂物质的表面和因此载气与增粘剂物质之间的接触面积尽可能大。
使用图1中所示装置的例举实施方案在下面详述。当然，本发明不限于所示和所述的例举实施方案。可理解的是上述本发明的特征不仅可以每一情形中给出的组合使用，而且可以其他的改进、组合和改变或者单独使用，只要不超过本发明的范围。
实施例
增粘剂组合物施加于基材
将图1中所示的具有约15cm高度的铝制模块加热至150℃。在1.5-2l/min的气体流动速率下将氮气引导着穿过贯穿模块的横截面积约12.5mm2的载气通道。在时刻t10s或t1min或t4min，在将根据表1的组合物1或2注射(喷射器，不锈钢小管)到载气通道中后10秒或1分钟或4分钟之后，将平板玻璃制的测试基材(锡侧)以距离载气出口或离与出口相连的喷嘴的预定间距放置，并且相对于流出方向横向地移动。
玻璃用夹带增粘剂物质的载气蒸涂，其中前者在10cm/秒的速度下和沿着载气出口或喷嘴以约5-6cm的距离移动。
然后，在10分钟的等待时间后，将可商购获得的单组分湿固化聚氨酯粘合剂(
250-DM-2，可从Sika Schweiz AG获得)冷涂覆(25℃)。
表1.增粘剂组合物。数据以重量份给出。
| 1 | 2 | |
| N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷 | 1.5 | 1.5 |
| 双-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺 | 1.5 | 1.5 |
| 3-巯基丙基三甲氧基硅烷 | 1 | 1 |
| 钛酸正丁酯 | 1 |
然后使粘合剂在23℃和50％相对空气湿度下固化7天(室温-气候存储：“KL”)，并且借助于下述的粘附性试验测试1/3的胶条。然后，在23℃下再将测试样品储存在水中7天(水储存：“WL”)。随后通过胶条试验测试另外1/3段胶条的粘附性。然后使基材历经巴布剂储存(100％相对空气湿度和70℃(“CP”))并且随后测量最后1/3段胶条的粘附性。
在“胶条试验”中，在胶条的末端在刚好高过粘合面处切入胶条。用圆形钳子固定被切入的胶条端并且将其从底材上拉下。这通过将胶条小心地卷在钳子尖部，并且通过垂直于胶条牵拉方向取下直至空白底材的一段来进行。胶条牵拉速度应该选择为使得必须大约每3秒取一段。测试长度必须为至少8cm。评价拉掉胶条后留在底材上的粘合剂(内聚断裂)。通过估算粘合面上内聚断裂的比例来评价粘附性能：
1＝＞95％内聚断裂
2＝75％-95％内聚断裂
3＝25％-75％内聚断裂
4＝＜25％内聚断裂
5＝0％内聚断裂(纯粹内聚断裂)
为了比较目的，通过“擦上/擦去”方法以常规方式将由5份组合物1和95份异丙醇组成的组合物以及Sika
(可从SikaSchweiz AG获得)作为增粘剂组合物涂覆，作为Ref.1或Ref.2。在“擦上/擦去”方法中，将抹布(
Tela-Kimberly SwitzerlandGmbH)用增粘剂组合物浸渍并且通过顺向擦拭施涂于玻璃表面上(“擦上”)。在该涂覆后即刻地使干抹布在这些位置上进行移动，由此除去多余的增粘剂组合物(“擦去”)。在10分钟等待时间后，如所述的，施涂并测试粘合剂。
最后作为另一个比较，作为Ref.3，将粘合剂施涂于未经处理的玻璃上并且如所述的那样测试。
得到的结果在表2中给出。
表2.以常规方式和根据本发明的方式涂覆的增粘剂组合物的粘附结果。
根据表2，基材没有预处理(Ref.3)，则不能实现足够的粘附；所有试样表现出0％的内聚断裂。还从表2明显看出，在使用“擦上/擦去”方法的常规预处理中，对于室温-气候存储和水中存储的试样，获得不令人满意的结果。
在相应的测量系列中，对于组合物2改变模块的温度。间距为5-6cm。注射后的时间为1分钟。结果在表3中给出。
表3.不同模块温度下的粘附结果。
| 模块温度 | KL | WL | CP |
| 120℃ | 1 | 4 | 5 |
| 150℃ | 1 | 3 | 4 |
在另一个测量系列中，在组合物2的150℃模块温度下，改变载气出口或与出口流体连接的喷嘴与基材之间的间距。这里，注射后的时间为4分钟。在上述条件下，对于组合物2在5-6cm的间距下倾向于获得最好的结果。结果归纳于表4中。
表4.不同间距下的粘附结果
| 间距 | KL | WL | CP |
| 2-3cm | 1 | 4 | 4 |
| 5-6cm | 1 | 1 | 2 |
| 10cm | 3 | 2 | 1 |
附图标记列表
2：装置 16：入口接套
4：模块 18：载气导入段
6：载气入口 20：喷嘴
8：入口侧 22：增粘剂物质通道
10：载气出口 24：与出口侧对置的侧面
12：出口侧 26：小管
14：载气通道 28：隔膜
14′：第一载气通道段 30：底面
14″：第二载气通道段 32：加热板
Claims (12)
1.用于将包含至少一种增粘剂物质的增粘剂组合物施加于基材上的方法，其中使增粘剂物质蒸发并且将形成的蒸气通过载气输送到基材。
2.如权利要求1的方法，其中通过加热至低于其的分解点的温度使增粘剂物质蒸发。
3.如权利要求1或2的方法，其中所述增粘剂物质基本不含溶剂。
4.如前述权利要求任一项的方法，其中所述增粘剂物质可水解。
5.如前述权利要求任一项的方法，其中所述增粘剂物质是有机硅化合物、有机钛化合物和/或有机锆化合物。
6.如权利要求5的方法，其中有机硅化合物是式(I)或(II)或(III)的化合物：
其中R1代表具有1-20个C原子，任选地具有芳族部分和任选地具有一个或多个杂原子，特别是氮原子的线型或支化、任选环状的亚烷基，
R2代表具有1-5个C原子的烷基，特别是甲基或乙基，或者酰基，
R3代表具有1-8个C原子的烷基，特别是甲基，
X代表H或选自环氧乙烷基、OH基、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、SH基、酰基硫基和乙烯基的官能基，优选氨基，
X1代表选自NH、S、S2和S4的官能基，
X2代表选自N和异氰脲酸酯基团的官能基，和
a代表数值0、1或2，优选0。
7.如前述权利要求任一项的方法，其中基于增粘剂组合物计算，增粘剂物质的比例为90重量％，特别为95重量％，优选99重量％。
8.如前述权利要求任一项的方法，其中所述增粘剂组合物包含以下组分的混合物：
A：聚氨基硅烷，优选N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷，
B：聚硅烷，优选双-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺，和
C：巯基硅烷，优选3-巯基丙基三甲氧基硅烷，
和A∶B∶C的重量比特别为X∶Y∶Z，且X的值为0.1-10、Y为0.1-10和Z为0.1-10。
9.如前述权利要求任一项的方法，其中载气相对于增粘剂物质是惰性的。
10.如前述权利要求任一项的方法，其中使用氮气、氧气、空气和/或稀有气体作为载气。
11.用于进行如前述权利要求任一项的方法的装置，包括具有载气通道(14)的模块(4)且载气通道穿过该模块，和用于将增粘剂物质送入载气通道中的机构(26)。
12.如权利要求11的装置，其中在所述模块(4)上配置用于其加热的机构(32)。
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