CN103649252A

CN103649252A - 用于预处理由含塑料基体的纤维材料组合物构成的模塑制品以粘合的方法

Info

Publication number: CN103649252A
Application number: CN201280034225.8A
Authority: CN
Inventors: M·林嫩布林克; W·罗克; F·伊特里希
Original assignee: Sika Technology AG
Current assignee: Sika Technology AG
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2032-07-11
Also published as: US20140124135A1; US9028640B2; EP2546314A1; JP5972973B2; EP2732001B1; EP2732001A1; CN103649252B; JP2014527922A; WO2013007751A1

Abstract

本发明涉及一种用于粘合由含塑料基体的纤维材料组合物（KFZ）与聚氨酯组合物构成的模塑制品的方法，包括以下步骤：a）在KFZ构成的模塑制品的限定区域上施加红外辐射；b）在模塑制品的限定区域上施加聚氨酯组合物；c）将在模塑制品的限定区域上的聚氨酯组合物与基材接合；d）固化聚氨酯组合物。根据本发明的方法的特点在于聚氨酯组合物的强度构建（早期强度）非常迅速，由此在使用该组合物情况下制得的复合体在施加聚氨酯组合物和模塑制品与基材接合后的短时间内即可以加工和承重。

Description

用于预处理由含塑料基体的纤维材料组合物构成的模塑制品以粘合的方法

技术领域

本发明涉及预处理含塑料基体的纤维材料组合物以进行粘合的领域，特别是在汽车制造业中。

背景技术

应用预处理方法如底漆或物理化学方法如离子体预处理来改善粘合剂和密封剂的粘附是早已熟知的。已经表明，粘合剂和密封剂在某些基底上的粘附是很难实现的。

含塑料基体的纤维材料组合物就是众所周知的难以粘合的这类基底。在这种情况下，特别困难的是在使用聚氨酯粘合剂时实现早期强度。

发明内容

本发明的目的因此在于提供一种预处理方法，其改善聚氨酯粘合剂在含塑料基体的纤维材料组合物上的粘附性。

令人惊讶地发现，根据权利要求1的方法解决了此问题。

本发明的核心是一种粘合由含塑料基体的纤维材料组合物KFZ构成的模塑制品与聚氨酯组合物P的方法，其包括以下步骤：

a）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加红外辐射；

b）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加聚氨酯组合物P；

c）使在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上的聚氨酯组合物P与基材接合；

d）固化聚氨酯组合物P。

根据本发明的方法的特征在于聚氨酯组合物P的强度构建（早期强度）非常快速，由此在其使用下制得的复合体在施用聚氨酯组合物P和模塑制品与基材接合后短时间内即已经可以进行加工和承重，例如在上面行走、打磨、运输或去除固定托架。固化后，所述复合体还具有很高的强度。

本发明的其他方面是其他独立权利要求的主题。特别优选的本发明实施方案是从属权利要求的主题。

发明的实施方式

本发明涉及一种粘合由含塑料基体的纤维材料组合物KFZ构成的模塑制品与聚氨酯组合物P的方法，包括以下步骤：

a）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加红外辐射；

b）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加聚氨酯组合物P；

c）将在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上的聚氨酯组合物P与基材接合；

d）固化聚氨酯组合物P。

所述的聚氨酯组合物P优选是单组分体系或双组分体系。

本文中“单组分体系”理解为一种体系，其中通常化合物通过计量加料工具从容器释放出并且其中化合物在不由容器加入另一化合物，例如副组分的情况下就能通过计量加料工具实现其功能。

本文中“双组分体系”理解为一种通常由主组分和副组分构成的体系。当然，主组分或副组分可以各自分别包含多种不同的化合物。所述的副组分通常是可以与主组分反应和导致主组分的聚合（例如通过引发或促进而聚合）并导致主组分最终固化的化合物。本文中“聚合”指的是由低分子量化合物（单体、低聚物、预聚物）任意方式地转化成高分子量化合物（聚合物，高分子，聚合产物），且包括加聚和缩聚。因此主组分和副组分保存在彼此分开的容器中，以防止主组分与副组分的自发反应。优选主组分是粘合剂，副组分是固化促进剂。

在一个实施方案中，所述的聚氨酯组合物P是包含聚氨酯聚合物P1的单组分体系，其中聚氨酯聚合物P1可以通过至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯的反应获得。

此反应可以由此进行：使多元醇和多异氰酸酯以常规的方法，例如在50℃至100℃的温度下并任选地在并用适合的催化剂的情况下发生反应，其中多异氰酸酯如此计量添加，使得其异氰酸酯基以相对于多元醇的羟基基团化学计量过量的比例存在。有利的是所述多异氰酸酯如此计量添加，使得NCO/OH-比例遵循≤2.5，优选≤2.2。此处，NCO/OH-比例理解为所使用的异氰酸酯基的数目相对于所使用的羟基基团的数目的比例。优选地，在多元醇的羟基基团反应后保持异氰酸酯基团的含量为0.8至2.2重量％，基于聚氨酯聚合物P1的总重量计。

作为用于制备聚氨酯聚合物P1的多异氰酸酯可以使用下列商业常用的多异氰酸酯或其混合物：

1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、2-甲基五亚甲基-1,5-二异氰酸酯、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯（TMDI）、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯和赖氨酸酯二异氰酸酯、环己烷-1,3-二异氰酸酯和环己烷-1,4-二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷（=异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI），全氢化-2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和全氢化-4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、1,4-二异氰酸基-2,2,6-三甲基环己烷（TMCDI）、1,3-和1,4-双（异氰酸基甲基）环己烷、间-和对-苯二亚甲基二异氰酸酯（间-和对-XDI）、间-和对-四甲基-1,3-苯二亚甲基二异氰酸酯和对-四甲基-1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯（间-和对-TMXDI）、双（1-异氰酸基-1-甲基乙基）萘、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物（TDI）、4,4'-，2,4'-和2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物（MDI）、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,3,5,6-四甲基-1,4-二异氰酸基苯、萘-1,5-二异氰酸酯（NDI）、3,3'-二甲基-4,4'-二异氰酸基联苯（TODI）、上述异氰酸酯的低聚物和聚合物，以及前述异氰酸酯的任意混合物。优选的是MDI、TDI、HDI和IPDI。

适合用于制备聚氨酯聚合物P1的多元醇，特别是聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇以及这些多元醇的混合物。

特别适合作为聚醚多元醇（也称作聚氧化亚烷基多元醇或低聚醚醇）的是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃或它们的混合物的聚合产物，其任选地借助具有两个或更多个活性氢原子的起始剂分子进行聚合，所述起始剂分子例如水，氨或具有多个OH-或NH-基团的化合物例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇和三丙二醇、异构的丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、十一烷二醇、1,3-和1,4-环己烷二甲醇、双酚A、氢化双酚A、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、苯胺，以及上述化合物的混合物。不仅可以使用具有低不饱和度（根据ASTMD-2849-69测定和以每克多元醇的毫当量不饱和度（mEq/g）计）的且例如借助所谓的双金属氰化络合催化剂（DMC催化剂）制备的聚氧化亚烷基多元醇，还可以使用具有较高不饱和度的且例如借助阴离子催化剂如NaOH、KOH、CsOH或碱金属醇盐制备的聚氧化亚烷基多元醇。

特别适合的是聚氧亚乙基多元醇和聚氧亚丙基多元醇，特别是聚氧亚乙基二醇、聚氧亚丙基二醇、聚氧亚乙基三醇和聚氧亚丙基三醇。

特别适合的是具有低于0.02mEq/g不饱和度和分子量在1,000–30,000g/mol范围内的聚氧化亚烷基二醇或聚氧化亚烷基三醇，以及具有400-20,000g/mol分子量的聚氧亚乙基二醇、聚氧亚乙基三醇、聚氧亚丙基二醇和聚氧亚丙基三醇。

同样特别适合的是所谓的环氧乙烷封端的（“EO封端”，氧化乙烯封端的）聚氧亚丙基多元醇。后者特别是聚氧亚丙基聚氧亚乙基多元醇，其例如通过纯的聚氧亚丙基多元醇（特别是聚氧亚丙基二醇和三醇）在进行聚丙氧基化反应后用环氧乙烷进一步烷氧基化且由此具有伯羟基而获得。在这种情况下，优选的是聚氧亚丙基聚氧亚乙基二醇和聚氧亚丙基聚氧亚乙基三醇。

此外，适合的还有乙烯-丙烯腈接枝的聚醚多元醇，例如可以商品名由Elastogran GmbH（德国）公司商购获得的那些。

特别适合作为聚酯多元醇是具有至少两个羟基且通过已知的方法，特别是羟基羧酸的缩聚或者脂族和/或芳香族多元羧酸与二元或更多元醇的缩聚制备的聚酯。

特别适合的是由两或三价的醇，例如1,2-乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷或上述醇的混合物与有机二羧酸或它们的酸酐或酯，例如丁二酸、戊二酸、己二酸、三甲基己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、二聚脂肪酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、六氢邻苯二甲酸、偏苯三酸和偏苯三酸酐或上述酸的混合物制备的聚酯多元醇，以及由内酯例如ε-己内酯构成的聚酯多元醇。

特别适合的是聚酯二醇，特别是由己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、二聚脂肪酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸作为二羧酸或者由内酯例如ε-己内酯和由乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、二聚脂肪酸二醇和1,4－环己烷二甲醇作为二元醇制备得到的那些。

特别适合作为聚碳酸酯多元醇的是如通过例如上述的、用于构建聚酯多元醇的醇与碳酸二烷基酯如碳酸二甲酯，碳酸二芳酯如碳酸二苯酯或光气反应制得的那些。特别适合的是聚碳酸酯二醇，特别是无定形的聚碳酸酯二醇。

其他适合的多元醇是聚(甲基)丙烯酸酯多元醇。

这些所提及的多元醇优选具有平均分子量250–30,000g/mol、特别是1,000–30,000g/mol，和在1.6-3范围内的平均OH-官能度。

特别适合的多元醇是聚酯多元醇和聚醚多元醇，特别是聚氧亚乙基多元醇、聚氧亚丙基多元醇和聚氧亚丙基聚氧亚乙基多元醇，优选聚氧亚乙基二醇、聚氧亚丙基二醇、聚氧亚乙基三醇、聚氧亚丙基三醇、聚氧亚丙基聚氧亚乙基二醇和聚氧亚丙基聚氧亚乙基三醇。

如果聚氨酯组合物P是含有聚氨酯聚合物P1的单组分体系，则所述的聚氨酯组合物P除了已经提到的那些还可以包括其他成分，如技术人员由单组分聚氨酯化学中已知的那些。作为这类附加的成分，使用例如溶剂，增塑剂和/或增量剂填料，如炭黑、白垩或滑石，粘附促进剂特别是三烷氧基硅烷，以及触变剂如无定形二氧化硅，沸石。

在另一个优选的实施方案中，聚氨酯组合物P是双组分聚氨酯组合物P2，其由多元醇组分K1和多异氰酸酯组分K2构成。

此处，所述多元醇组分K1包括至少一种多元醇，如前文作为适合的用于制备聚氨酯聚合物P1的多元醇所记载的那些，特别是聚醚多元醇、聚酯多元醇及聚碳酸酯多元醇以及这些多元醇的混合物。

此外，多元醇组分K1还可以包括其它成分。使用固化催化剂是有利的。这类催化剂是技术人员已知的用于多异氰酸酯与多元醇的反应，任选地也用于与多胺或水的反应的那些。这类催化剂的实例是锡有机金属催化剂、锌有机金属催化剂和铋有机金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡，或叔胺，例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷（DABCO）。

作为附加成分还可以是二醇，特别是聚氧化亚烷基二醇，和/或二胺。特别是脂肪族的、芳脂族的、环脂族的以及无毒的芳香族的胺适合作为胺。通过选择适合的胺和通过适合的胺以及催化剂的浓度，可以有利地影响适用期和固化性能以及滑动性能。

所述的多异氰酸酯组分K2包含至少一种多异氰酸酯B1。

特别适合作为多异氰酸酯B1的一方面是多异氰酸酯B1'，如前文作为适合用于制备聚氨酯聚合物P1的多异氰酸酯所描述的那些。

另一方面特别适合作为多异氰酸酯B1的是聚氨酯预聚物B1″，其具有至少两个异氰酸酯基团，且其由至少一种分子量小于300g/mol、特别是介于150g/mol和270g/mol之间的多异氰酸酯与至少一种多元醇AB1的反应而形成。特别适合作为多元醇AB1的多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、由不饱和单体及其混合物形成的多元醇。

优选这些多元醇是如前文作为适合用于制备聚氨酯聚合物P1的多元醇所描述的那些，特别是聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚碳酸酯多元醇以及这些多元醇的混合物。

具有这类异氰酸酯基的聚氨酯预聚物的制备以已知的方式和方法进行，且通常以多异氰酸酯相对于多元醇化学计量过量的量进行。作为用于此的多异氰酸酯，特别是2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯（TDI），2,4'-和4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），1,6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI）以及它们的异构体混合物，以及相互的混合物。特别优选的是MDI。

这些所提及的多元醇AB1优选具有250-30,000g/mol，特别是1,000-8,000g/mol的平均分子量，且优选是二元醇或三元醇，特别是具有在1.6-3范围内的平均OH官能度的那些。

在一个优选的实施方案中，使用多元醇AB1的混合物，其是二醇和三醇的混合物。

在一个优选的实施方案中，所述多异氰酸酯组分K2包含至少一种多异氰酸酯B1'和至少一种多异氰酸酯聚氨酯预聚物B1″。

两种组分K1和K2除了已经提及的成分外还可以具有其他成分，如技术人员由双组分聚氨酯化学所已知的那些。这些可以仅在一种组分中存在或在两种组分中都存在。作为这类附加的成分，使用例如溶剂，增塑剂和/或增量剂填料，如炭黑、白垩或滑石，粘附促进剂，特别是三烷氧基硅烷，以及触变剂如无定形二氧化硅，沸石。

如技术人员对于聚氨酯粘合剂所知的，在制备组分（特别是多异氰酸酯组分K2）时必须注意，原料尽可能不含水分并且在制备期间或之后组分可以尽可能地不与水分接触。这一方面通过起始物质的物理或化学干燥，以及通过在惰性气体（通常是氮气）中工作来实现。

组分K1和K2有利地如此配制，使得组分K1和K2的体积比介于1：3和3：1、特别是介于1：2和2：1之间。特别优选该比例约为1：1。所述的混合比例优选使得组分K2的NCO基团相对组分K1的NCO反应性基团（通常OH基团）为化学计量比。如果混合不是基本上以化学计量比进行的，亦即有超过5%的偏差，那么组分K1和K2不能最佳地反应，这将导致已固化的聚氨酯组合物的机械性能下降。这尤其适用于多元醇组分过量时。尽管在多异氰酸酯过量时原则上同样是不利的，但是通过未反应的异氰酸酯基与水分的后续反应，例如由空气水分引起的反应（这有时可以导致继续交联），劣化的性能可以至少部分得到缓解。

组分K1和K2在使用前分开贮存，并且仅在使用时才相互混合或使用前立即相互混合。所述的组分有利地存在于由两个彼此分开的腔室构成的包装中，更确切地说多元醇组分K1存在于一个腔室中，而多异氰酸酯组分K2在另一个腔室中。组分K1和K2被填装入包装的腔室中并隔绝空气和水分地密封。

优选地，聚氨酯组合物P额外还具有至少一种填料，其中填料的比例为20－60重量％，特别是30－60重量％，基于组合物的总重量计。使用不同填料的混合物是完全可能的，甚至可能是有利的。

所述的填料不仅影响未固化组合物的流变性能，而且也影响已固化组合物的机械性能。适合的填料是无机和有机填料，例如天然的、经研磨的或沉淀的碳酸钙（其任选用脂肪酸，特别是硬脂酸盐/酯涂布），硫酸钡（BaSO₄，也称重晶石或重土），煅烧高岭土，氧化铝，氢氧化铝，二氧化硅（特别是来自热解工艺的高分散二氧化硅），炭黑、特别是工业生产的炭黑（Carbon Black；以下简称为“炭黑”），PVC粉末或中空球。优选的填料是碳酸钙，煅烧高岭土，炭黑，高分散二氧化硅以及阻燃填料，如氢氧化物或水合物，特别是铝的氢氧化物或水合物，优选氢氧化铝。

含塑料基体的纤维材料组合物KFZ是包含塑料基体的纤维材料组合物。

适合这些纤维材料组合物的纤维是选自由无机纤维，特别是玻璃纤维和矿物纤维；金属纤维和有机纤维构成的列表中的纤维。优选有机纤维选自由芳纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、树脂玻璃纤维（Plexiglasfasern），乙烯和/或丙烯的均聚物或共聚物的纤维构成的列表。最优选的是碳纤维。

本文中术语“碳纤维”指的是由含碳原料工业制备的纤维，其通过热解转化为石墨样排列的碳。它们在本文中属于有机纤维。

在整个本文中“纤维材料”指的是一种由纤维构成的材料。此处，所述的纤维可以是短纤维或长纤维，经纺的、经织或无纺的纤维或长丝。此外，纤维可以是经取向的或拉伸的纤维。此外可能有利的是，相互使用不仅在几何结构而且在组成方面不同的纤维。

此外，纤维材料包含空隙。这些空隙通过适合的制备方法构造。优选所述的空隙是至少部分开放的且允许塑料基体的渗透。由纤维构成的物体可以由技术人员已知的各种方法来制备。尤其使用的物体是织物、铺织物或针织物。优选所述纤维材料是织物或铺织物，特别是多轴的铺织物（Multiaxialgelege）。

适合的塑料基体选自由环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、(甲基-)丙烯酸酯树脂、聚氨酯、氨基树脂、三聚氰胺树脂和脲树脂构成的列表。特别优选作为塑料基体的是环氧树脂。因此有利的是，含塑料基体的纤维材料组合物KFZ是包括至少一种环氧树脂的塑料基体。

由含塑料基体的纤维材料组合物KFZ构成的模塑制品例如通过在压塑成型空腔面上层合纤维材料的幅材而制得，所述压塑成型空腔面限定期望的模塑体形状。由纤维材料构成的经层合的幅材用未固化的液体塑料材料完全渗透和浸渍。

所述的液体是塑料材料的非固化前体材料，所述塑料材料形成围绕纤维材料的纤维的固体基体。用液体塑料材料的浸渍可以在层合幅材被放置在压模中之前或之后进行。在那里，层被压实成所需的形状，并且液体塑料材料被加热并固化成固体基体。固化后的产物，亦即由含塑料基体的纤维材料组合物KFZ构成的模塑体优选很轻重量且很坚固。

优选的含塑料基体的纤维材料组合物KFZ以在聚酯或环氧基体中的玻璃纤维和/或碳纤维为基础制备。这类组合物可以通过不同的工艺以已知的方式和方法由聚酯或聚环氧化物以及玻璃纤维和/或碳纤维制备。

特别优选的，含塑料基体的纤维材料组合物KFZ是一种其塑料基体包含环氧树脂且其纤维材料具有碳纤维的材料。

根据本发明的方法在步骤a）中在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施用红外辐射。术语“模塑制品”指的是具有三维长度的物体。优选模塑制品具有平坦的形状，例如车辆壳体的部件。优选的是模制件，例如在车辆制造、飞机制造、船舶制造或在其他机械高负荷的部件中使用的那些。

根据本发明方法中的步骤以下列的时间顺序进行；步骤a）在步骤b）之前进行。

步骤a）中在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施用红外辐射导致限定区域DB的加热。

对于聚氨酯组合物P在模塑制品上的粘附有利的是，在步骤a）中使KFZ构成的模塑制品的限定区域DB的表面温度达到≥60℃、优选60-200℃、特别优选120-160℃的温度≥5秒、优选5-600秒、特别优选30-180秒。

令人惊讶地发现，如果在步骤a）中在限定区域DB的背离表面上（在步骤b）中会在其上施用聚氨酯组合物P）施加红外辐射，则聚氨酯组合物P的粘附性会进一步改善。因此如果模塑制品例如是具有较平坦形状的模塑制品，则对于改善聚氨酯组合物P在模塑制品上的粘附而言有利的是，在步骤a）中在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB一侧上进行红外辐射的施用且步骤b）中在限定区域DB的另一侧亦即背离侧上施用聚氨酯组合物P。简言之，因此例如在模塑制品区域DB的背侧或后侧施用红外辐射，并且在其正侧面施加聚氨酯组合物P。

步骤a)中的红外辐射优选是波长为0.78μm-50μm,优选1.4μm-10μm，特别优选2μm-3μm的红外辐射。

此外可能有利的是，在步骤a）之前清洁KFZ构成的模塑制品的限定区域DB，特别是用溶剂清洁。

此外可能有利的是，在步骤a）之后冷却KFZ构成的模塑制品的限定区域DB。优选在步骤a）和b）之间模塑制品限定区域DB的表面温度≤30℃，特别是20-30℃。此外优选在步骤a）和b）之间KFZ构成的模塑制品的限定区域DB的表面温度对应环境温度。

此外可能有利的是，在步骤a）和b）之间的时间间隔为2-200分钟，特别是5-180分钟，特别优选为5-120分钟。

令人惊讶地发现，聚氨酯组合物P的粘附性由此得到进一步改善。

特别适合作为基材的是选自由混凝土、砂浆、砖、瓦、石膏、天然石材如花岗岩或大理石、玻璃、玻璃陶瓷、金属或金属合金、木材、塑料或涂漆组成的组的基材。

特别优选待粘合的基材是基于在聚酯或环氧树脂基体内的玻璃纤维和/或碳纤维的模制件。

特别有利的是，步骤c）中的基材是KFZ构成的模塑制品，特别是其塑料基体含有环氧树脂且其纤维材料具有碳纤维的材料。

根据本发明的方法包括步骤d）固化聚氨酯组合物P。

聚氨酯组合物P的固化主要通过组合物与水或水分接触的方式和方法来确定。

对于固化所需的水分可以来源于空气（空气湿气）或者其可以例如作为含水糊剂混入组合物。

优选地，聚氨酯组合物P至少部分通过导入热量而固化，其中组合物的温度在热作用时至少为50℃，有利地介于60℃和160℃之间，优选介于80℃和140℃之间，特别优选介于90℃和130℃之间。

组合物热固化所需的热量可以通过任何能量源产生。适合的加热手段特别是空气循环加热炉，热风机或红外辐射器。如果至少一个部件是铁磁性和/或所述的组合物包括压电的、铁磁性的或超顺磁的材料，则也可以通过施加磁场和/或电场，特别是微波或感应进行加热；这使得所述组合物可以特别快速地加热。

实施例

制备粘合剂组合物

为了制备组分K1将多元醇混合物预置于真空溶解器中，并在加入催化剂和干燥剂后在隔绝水分的条件下在25℃下搅拌20分钟。随后将此多元醇组分K1填充入由聚丙烯制成的并排双料盒（体积/体积=1:1）的一个腔室中，并用塑料塞隔绝空气和水分密封。

对于组分K2，将经干燥的白垩加入多异氰酸酯并在搅拌和真空的条件下均匀地在25℃下于真空溶解器中处理20分钟。随后将此多异氰酸酯组分K2填充入上述的并排双料盒的第二个腔室中，并同样用塑料塞隔绝空气和水分密封。

组分K1和K2以表1中列出的量借助静态混合器以体积计1：1混合。

表1粘合剂组成

测试方法：

拉伸剪切强度(ZSF)(基于DIN EN1465)

实施例1-10的试样由前述的粘合剂组合物和两块由含塑料基体的纤维材料组合物构成的板分别制成，各自具有100×45×1.5mm的尺寸，在此粘合面为15×45mm且层厚1.6mm，其中所述的含塑料基体的纤维材料组合物的塑料基体包含环氧树脂和其纤维材料包含碳纤维（EK）。将EK的待粘合的表面首先用由表2中所列出的溶剂浸泡过的抹布擦拭一次（清洁）。在根据本发明的实施例6–10中，随后将背向待粘合表面的表面在140℃的温度下借助红外辐射器（Vulkan公司，瑞士，红外辐射波长2.5μm，1650瓦）加热60秒。在比较例1–5中，在施用粘合剂前不用红外辐射加热。

在比较例4中，将待粘合的表面借助等离子预处理。

在比较例5中，将待粘合的表面借助3M的Scotch-Brite无纺布进行预处理。

在表2中给定的时间后，将粘合剂施用于待粘合的表面上并接合EK。随后将粘合剂借助通过前述的红外辐射器加热至140℃60秒而固化。在施用粘合剂到待粘合的表面之前，待粘合表面的表面温度对应为室温。

所述的拉伸速率为20mm/min。分别在粘合剂固化后2分钟和7天（在23℃下储存7天）测定拉伸剪切强度。

拉伸剪切强度测试的结果汇总在表2中。以MPa所给出的测量值是3次独立实验的平均值。进一步地，用肉眼在拉伸剪切实验后根据EK上残留的粘合剂将断裂情况区分为粘附断裂或内聚断裂。

表2拉伸剪切强度测试和样品制备；

BB：断裂情况，ad：粘附断裂，ko：内聚断裂。

由表2可以看出，用红外辐射预处理过的实施例6–10具有相对于比较例1–5更好的拉伸剪切强度，不仅在固化后很短时间内（早期强度）而且也在固化7天后。此外，实施例6–9具有内聚断裂。

再者还可以看出，红外预处理和施用粘合剂之间的时间间隔分别为5分钟或30分钟的实施例6和7相对于时间间隔分别为60分钟、120分钟和180分钟的实施例8–10具有更好的早期强度。

拉伸剪切强度(ZSF)(基于DIN EN1465)

实施例11-18的试样由前述的粘合剂组合物和两块由含塑料基体的纤维材料组合物构成的板制成，分别具有100×45×1.5mm的尺寸，在此粘合面为15×45mm且层厚1.6mm，其中所述的含塑料基体的纤维材料组合物的塑料基体包含环氧树脂和其纤维材料具有碳纤维（EK）。EK来源于不同的制造商（制造商1-4）。

EK的待粘合的表面首先用以异丙醇浸泡过的抹布擦拭一次（清洁）。在根据本发明的实施例15–18中，随后将背向待粘合表面的表面在140℃的温度下借助红外辐射器（Vulkan公司，瑞士，红外辐射波长2.5μm，1650瓦）加热60秒。在比较例11–14中，不用红外辐射加热。

10分钟后，将粘合剂施用于待粘合的表面上并接合EK。在施用粘合剂到待粘合的表面之前，待粘合表面的表面温度对应为室温。粘合剂通过借助前述的红外辐射器加热至140℃60秒而固化。拉伸速率为20mm/min。在粘合剂固化结束后1分钟测定拉伸剪切强度。

拉伸剪切强度的测试结果以MPa表示并汇总在表3中。

表3.拉伸剪切强度测试和样品制备

Claims

1.一种用于粘合由含塑料基体的纤维材料组合物KFZ构成的模塑制品与聚氨酯组合物P的方法，包括以下步骤：

a）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加红外辐射；

b）在KFZ构成的模塑制品的限定区域DB上施加聚氨酯组合物P；

d）固化聚氨酯组合物P。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述含塑料基体的纤维材料组合物KFZ是包括至少一种环氧树脂的塑料基体。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述含塑料基体的纤维材料组合物KFZ的纤维是有机纤维，优选碳纤维。

4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，步骤a）中红外辐射施加在限定区域DB的背离表面上，在该背离表面上在步骤b）中施加所述的聚氨酯组合物P。

5.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤a）中使KFZ构成的模塑制品的限定区域DB的表面温度达到60-200℃、尤其是120-160℃的温度5-600秒、特别是30-180秒。

6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，时间上在步骤a）之前清洁KFZ构成的模塑制品的限定区域DB，特别是用溶剂清洁。

7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤a）和b）之间KFZ构成的模塑制品的限定区域DB的表面温度为≤30℃。

8.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤a）和b）之间的时间间隔为2-200分钟，特别是5-180分钟、尤其优选5-120分钟。

9.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，步骤c）中的基材是KFZ构成的模塑制品。

10.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述含塑料基体的纤维材料组合物KFZ是一种材料，其塑料基体含环氧树脂且其纤维材料具有碳纤维。