CN110114380B - 双组分聚氨酯粘合剂 - Google Patents

Abstract

本公开涉及基于多元醇组分A和多异氰酸酯组分B的双组分聚氨酯粘合剂。所述双组分聚氨酯粘合剂具有快速固化速度、良好的粘合特性和良好的耐久性。所述双组分聚氨酯粘合剂被开发用于基材的粘合，其中所述基材优选选自片状模塑料(SMC)和塑料基材。

Description

双组分聚氨酯粘合剂

技术领域

本公开涉及基于多元醇组分A和多异氰酸酯组分B的双组分聚氨酯粘合剂。根据本公开的双组分聚氨酯粘合剂显示出合适的开放时间(open time)，在短时间加热后具有高初始强度，而且即使在热老化后，粘合能力也不会降低。

背景技术

随着轻型汽车越来越重要，越来越多的塑料和复合材料被用于汽车中以代替铁和钢。通常使用片状模塑料(SMC)和塑料如聚碳酸酯(PC)以形成汽车、卡车和其它车辆的车身板以及其它外部部件。常常将这些部件通过使用粘合剂彼此组装或组装到车辆的其余部分。

因此，需要粘合几种塑料和复合材料的粘合剂。这意味着，即使当汽车中的所附部件使用不同的材料时，粘合剂也应该在它们之间提供优异的粘合能力。已知双组分聚氨酯粘合剂可用于该应用中。

EP 2144945描述了一种双组分聚氨酯粘合剂，其含有多元醇组分A和多异氰酸酯组分B，其中所述多元醇组分A包含1至98重量％的油脂化学多元醇(例如蓖麻油)、1至10重量％的摩尔质量为90至750g/mol的三官能、四官能或五官能多元醇、2.5至60重量％的至少一种醛、酮或酮/醛树脂、和0至70重量％的其它辅助物质。然而，所述双组分聚氨酯粘合剂的断裂伸长率不足。

EP 2888302描述了一种包含两种组分的双组分聚氨酯粘合剂，其中第一组分包含三醇A、二醇A2和脂肪族多胺A3，第二组分包含多异氰酸酯B1和聚氨酯聚合物B2。未公开所述粘合剂及其固化产物的老化性质。

因此，持续需要开发具有快速固化速度、良好粘合特性和良好耐久性的粘合剂。

发明内容

在深入研究之后，本发明的发明人开发了一种新的双组分聚氨酯组合物，其由以下组分组成：

-组分A，其包含

a)至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物，其中所述聚醚多元醇和所述聚酯多元醇各自独立地具有300至3500g/mol的数均分子量，

b)至少一种每分子具有2至4个羟基且数均分子量低于200g/mol的多元醇，

c)至少一种数均分子量为200至600g/mol的多胺，和

d)至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂；以及

-组分B，其包含由以下物质反应而制备的NCO封端的预聚物

e)至少一种数均分子量为300至3500g/mol的聚醚多元醇，和

f)至少一种多异氰酸酯，

其中基于组分B的总重量，所述预聚物的NCO含量为4至13重量％。

任选地，除了至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂之外，组分d)还可包含封端的氮杂型催化剂。

本公开还提供了通过使用根据本公开的双组分聚氨酯组合物粘合一对基材的方法。

此外，本公开还提供了由根据本发明的方法获得的固化产物。

另外，本公开提供了根据本公开的双组分聚氨酯组合物用于基材粘合的用途。

本发明的发明人令人惊奇地发现，本公开的双组分聚氨酯组合物显示出合适的开放时间，其长得足以使所述组合物能够施用，并且不会太长以致于降低自动化生产线的效率。在短时间加热后，固化产物具有高初始强度。在短时间加热和随后在室温下固化7天后，固化产物在室温下表现出约3至5MPa的高搭接剪切强度(LSS)，和想要的失效模式，例如内聚失效(CF)或基材内聚失效(SCF)。即使当在高温下测试时，前述固化产物仍保持相对高的LSS(约0.9至1.6MPa)和良好的失效模式(CF)，也就是说，固化产物表现出优异的耐热性。此外，聚氨酯组合物的粘合能力在热老化后不会降低。

具体实施方式

在下文中，更详细地描述了本公开。除非明确地相反指出，否则可以将如此描述的每个方面与一个或多个任何其它方面组合。特别地，可以将被作为优选的或有利的指出的任何特征与一个或多个被作为优选的或有利的指出的任何其它特征组合。

在本公开的上下文中，除非上下文另外指出，否则根据以下定义解释所用术语。

在本说明书中，术语“一个”和“至少一个”与术语“一个或多个”相同，并且可以互换使用；术语“一种”和“至少一种”与术语“一种或多种”相同，并且可以互换使用。如本文所用，“至少一个”和“一个或多个”涉及1、2、3、4、5、6、7、8、9或更多个的所提及物种(species)；“至少一种”和“一种或多种”涉及1、2、3、4、5、6、7、8、9或更多种的所提及物种。当与化合物或化合物类别组合使用时，该术语不是指分子的总数，而是指相应化合物或化合物类别的类型数。

本文中所用的术语“包括”和“包含”与“含有”同义，是包含性的或开放式的，不排除另外的未列举的成员、元素或方法步骤。

数字端点的列举包括在相应范围内包含的所有数字和分数，以及所列举的端点。

本说明书中引用的所有参考文献的全部内容均通过援引加入的方式纳入本文。

术语“双组分聚氨酯组合物”、“聚氨酯组合物”、“聚氨酯粘合剂”、“组合物”和“粘合剂”可互换使用。

除非另外定义，否则本公开中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义。通过进一步的指引，包含术语定义以更好地理解本公开的教导。

本文中所用的术语“室温(RT)”是指23±2℃。

当在本文中提及聚合物或其组分的分子量时，如果没有另外明确说明的话，这指的是数均分子量Mn。数均分子量Mn可以基于端基分析(根据DIN 53240的OH值)计算，或者可以根据DIN 55672-1：2007-08通过凝胶渗透色谱法(GPC)确定，其中使用四氢呋喃(THF)作为洗脱液。如果没有另外说明，则所有给出的分子量均是如对Mn所述的通过GPC确定的那些。

除非特别指出，否则本公开中使用的所有材料均是市售可得的。

下面将详细描述本公开的组合物中的每种组分。

组分a)

本公开的组分a)可以是至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物，其中所述聚醚多元醇和所述聚酯多元醇各自独立地具有300至3500g/mol的数均分子量。聚醚多元醇可赋予固化产物良好的柔韧性。聚酯多元醇可以为基材提供良好的粘合性，尤其是为非极性基材(如聚丙烯)提供良好的粘合性；并改善固化产物的耐热性。

聚醚多元醇和聚酯多元醇可以各自独立地具有2至4的官能度，例如为二醇、三醇和四醇，其在足够的交联密度和想要的柔韧性之间提供良好的平衡。

在本公开的实施方案中，基于组分A的总重量，双组分聚氨酯组合物包含5至50重量％、优选10至50重量％、更优选20重量％至50重量％、更加优选30至50重量％的量的组分a)。

聚醚多元醇与聚酯多元醇的重量比可以为10:90至20:80，以便在固化产物的高温性能和柔韧性之间提供良好的平衡。

合适的聚酯多元醇可以通过二羧酸或三羧酸(例如己二酸、癸二酸和戊二酸)与低分子量二醇或三醇(例如乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油或三羟甲基丙烷)的缩合来制备；或者通过油脂化学酸与二醇的缩合制备。聚酯多元醇可以以本领域技术人员已知的方式制备并且市售可得。含有两个或三个末端OH基团的聚酯多元醇是特别合适的。

聚酯多元醇的市售可得产品的实例可包括来自Croda的Priplast 3190。

在本公开的实施方案中，聚酯多元醇的数均分子量可以为约300至约3500g/mol、优选约1000至3500g/mol、更优选1500至3000g/mol、更加优选2000至3000g/mol，以便为基材提供良好的粘合性并赋予固化产物良好的柔韧性。

合适的聚醚多元醇可以是低分子量多官能醇与环氧烷烃的反应产物。环氧烷烃优选具有2至4个碳原子。合适的多官能醇的实例可包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇、甘油、己三醇甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊醇、糖醇(例如甘露醇、山梨糖醇或甲基糖苷)。聚醚多元醇可以以本领域技术人员已知的方式制备并且市售可得。

在本公开的实施方案中，聚醚多元醇的数均分子量可以为300至3500g/mol、优选500至3000g/mol、更优选500至2000g/mol，以便为基材提供良好的粘合性并赋予固化产物良好的柔韧性。

聚醚多元醇的市售可得产品的实例包括来自DOW的RN490、来自DOW的VoranolSD301和来自DOW的Voranol 2120。

组分b)

本公开的组分b)可以是至少一种每分子具有2至4个羟基且数均分子量低于200g/mol、优选低于150g/mol、更优选低于100g/mol的多元醇。

具有相对低分子量的多元醇可以起到扩链剂的作用，其当与组合物的组分B反应时形成刚性链段。此外，组分b)可以快速固化。

在本公开的实施方案中，基于组分A的总重量，双组分聚氨酯组合物包含1至8重量％、优选2至6重量％、更优选3至5重量％的组分b)。具有落入这样的范围内的含量的组分b)可以在固化产物的柔韧性和粘合性之间提供良好的平衡。

组分b)的合适实例可包括二醇和三醇。具有两个伯羟基的二醇是特别优选的。具体地，组分b)的优选实例可包括1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇。在这些物质中，最优选1,4-丁二醇。

组分b)的市售可得产品的实例包括1,4-丁二醇，其可从上海凌峰获得。

组分c)

组分c)可以是至少一种数均分子量为200至600g/mol、优选300至500g/mol、更优选400至480g/mol的多胺。

多胺组分c)可以起到交联剂和防流挂剂的作用，其以极快的速度交联，并且使得粘合剂能够在短期加热后获得高初始强度。

在一些实例中，基于组分A的总重量，双组分聚氨酯组合物包含0.05至2.5重量％、优选0.2至2.0重量％、更优选0.5至1.5重量％的多胺组分c)。由于多胺含量落在这些范围内，所以聚氨酯组合物可以快速固化并且在短时间加热时具有高初始强度，但是不能太快固化以致于难以施加(例如挤出)所述组合物。

优选地，多胺可以是聚醚胺。聚醚胺的合适实例可含有一个或多个连接在聚醚主链末端的伯氨基，其中所述聚醚主链主要基于环氧丙烷、环氧乙烷或两者的共聚物。多胺的进一步优选的实例包括：基于聚乙二醇(PEG)主链的二胺，或通过聚丙二醇(PPG)与三醇引发剂的反应和随后的末端羟基胺化而制备的三胺。

多胺的市售可得产品的实例包括来自Huntsman的Jeffamine T403。

组分d)

组分d)可以是至少一种选自含Sn催化剂和/或含Bi催化剂的催化剂，其可以在室温下加速组分A与组分B的交联反应。

含Sn催化剂的优选实例可选自二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、双(2-乙基己酸)锡、二月桂基硫醇二丁锡、二乙酸二丁锡、双硫醇二丁锡、硫醇二丁锡、二巯基乙酸二丁基锡(dibutyltin dithioglycolate)和二月桂酸二辛基锡。

含Bi催化剂的优选实例可以是由BiCOOR表示的基于铋的羧酸盐，其中R表示具有1至12个碳原子的烷基、具有9至12个碳原子的环烷基芳基和具有7至12个碳原子的烷芳基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、新戊基、辛基、新壬基、环己基、苯基、甲苯基或萘基。含Bi催化剂的具体实例可包括异辛酸铋、月桂酸铋、环烷酸铋和新癸酸铋。

含Sn催化剂的市售可得产品的实例包括来自Momentive的Niax Catalyst DBTDL。含Bi催化剂的市售可得产品的实例包括来自TIB chemicals的TIB-KAT 716。

基于组分A的总重量，至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂的量可以为0.01至0.1重量％。

在本公开的实施方案中，除了至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂之外，组分d)还可包含封端的氮杂型催化剂。封端的氮杂型催化剂可以在加热时——例如，在至少65℃、优选至少80℃的温度下——加速组合物的交联反应。

术语“封端的氮杂型催化剂”是指：在室温下，氮杂型催化剂用封端剂如有机羧酸或酚类化合物(例如苯酚)封端。对氮杂型催化剂和封端剂一起进行选择，从而使得封端的氮杂型催化剂在室温下是惰性的，并且仅在被加热到至少65℃、优选至少80℃的温度时才开始具有反应性。氮杂型催化剂可含有至少一个在分子中含有氮原子的脂肪族杂环。这种氮杂型催化剂的实例包括1,5-二氮杂双环(5,4,0)十一碳-5-烯和1,8-二氮杂-双环(5.4.0)十一碳-7-烯。特别优选使用苯酚封端的1,5-二氮杂双环(5,4,0)十一碳-5-烯催化剂作为封端的氮杂型催化剂。

在一些实例中，基于组分A的总重量，双组分聚氨酯组合物包含0.1至0.5重量％、优选0.2至0.4重量％的封端的氮杂型催化剂。

封端的氮杂型催化剂的市售可得产品的实例包括来自Air Products andChemicals的Polycat SA-1。

在本公开的实施方案中，基于组分A的总重量，双组分聚氨酯组合物包含0.01至0.6重量％、优选0.11重量％至0.6重量％的总催化剂组分d)。

另外的组分g)

任选地，组分A可以进一步包含另外的组分以改善或改变粘合剂的性质，例如流动性、分配或印刷性能、储存性能、固化性能；和固化产物的物理或机械性能。

根据需要可任选地包含在组合物中的添加剂包括但不限于有机或无机填料、触变剂、硅烷偶联剂、稀释剂、溶剂、改性剂、着色剂(例如颜料和染料)、表面活性剂、防腐剂、稳定剂、增塑剂、润滑剂、消泡剂、流平剂、UV示踪剂等。对这些添加剂没有特别限制，可以使用粘合剂中通常使用的那些。

基于组分A的总重量，组分A可以总共包含35至80重量％的添加剂。

在本公开的实施方案中，组合物优选包含选自无机或有机填料、溶剂、UV示踪剂及其混合物的添加剂。

填料可有助于调节组合物的粘度和触变性，并增强固化产物的机械强度。填料可包括但不限于：无机填料，例如二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化镁、氧化锡、氧化钛、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、石膏、氧化钙、硅酸钙、滑石、玻璃珠、绢云母活化白土、膨润土、氮化铝、氮化硅、炭黑等；有机填料，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸丙酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚戊二烯、聚异戊二烯、聚异丙烯等。这些填料可以单独使用或组合使用。

溶剂可降低组合物的粘度并润湿待粘合的基材表面。在一些实例中，溶剂的优选实例包括：N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)；和二元酯(DBE)，其是戊二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合物。

组分e)

组分e)可以是至少一种数均分子量为300至3500g/mol的聚醚多元醇。组分e)中的聚醚多元醇可以与组分a)中的聚醚多元醇相同或不同，优选彼此相同。

聚醚多元醇的市售可得产品的实例包括可获自Dow的Voranol 2120。

在本公开的实施方案中，基于组分B的总重量，双组分聚氨酯组合物包含40至70重量％、优选45至65重量％、更优选55至60重量％的组分e)。

组分f)

组分f)可以是至少一种选自聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、碳二亚胺-或异氰酸酯二聚体(uretdione)-改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、以及它们的组合的多异氰酸酯。PMDI可以是单体MDI和低聚MDI的混合物(重量比：约50:50)，其中所述低聚MDI的聚合度为约2至约6。

在本公开的实施方案中，多异氰酸酯可以是多官能的。异氰酸酯优选平均含有2至5个、优选2至3个NCO基团。基于组分B的总重量，预聚物中游离NCO基团的含量可以为4至13重量％。NCO含量可以如DIN EN ISO 11909中所述的确定。在前述含量范围内的NCO基团可以使组分B)与组分A)中的多元醇和多胺交联。

合适的异氰酸酯的实例包括：芳族异氰酸酯，例如1,5-亚萘基二异氰酸酯、2,4-或4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、间-和对-四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)的异构体、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯和四甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基4,4’-二异氰酸酯(TODI)、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯和4,4'-二苄基二异氰酸酯；脂肪族异氰酸酯，例如氢化的MDI(H12MDI)、1-甲基-2,4-二异氰酸基环己烷、1,12-二异氰基十二烷、1,6-二异氰酸基-2,2,4-三甲基己烷、1,6-二异氰酸基-2,4,4-三甲基己烷、1-异氰酸基甲基-3-异氰酸基-1,5,5-三甲基环己烷(IPDI)、四甲氧基丁烷1,4-二异氰酸酯、丁烷1,4-二异氰酸酯、己烷1,6-二异氰酸酯(HDI)、环己烷1,4-二异氰酸酯、二异氰酸亚乙酯和邻苯二甲酸双异氰酸基乙酯；及它们的组合。

在本公开的实施方案中，基于组分B的总重量，双组分聚氨酯组合物包含30至60重量％、优选35至55重量％、更优选40至50重量％的多异氰酸酯。

多异氰酸酯优选在约23℃下可流动。为了获得稳定的组合物，组分B)优选不含任何在储存期间或施用期间与NCO基团反应的组分。

对组分e)与组分f)的混合方式没有特别限制。在本公开的实施方案中，可以将组分e)在纯氮气的保护下于80℃下加入组分f)中，然后混合2至3小时。

在本公开的实施方案中，组分e)中的OH基团与组分f)中的NCO基团的数量比可以为4至5.5、优选4.9至5.0。

多异氰酸酯的市售可得产品的实例包括可获自Covestro的Desmodur CD C和可获自BASF的Lupranate M20S。

双组分聚氨酯组合物

在本公开的实施方案中，多元醇组分A在约23℃下可以是糊的形式。在本公开的实施方案中，多元醇组分A在约23℃下可具有10.0至40.0Pa·s的用具有转子PP25/S的AntonPaar仪器测量的粘度。这种低粘度有助于润湿待粘合的基材表面，并有利于组分A的施用。

在本公开的实施方案中，预聚物组分B在约23℃下可以是液体。在本公开的实施方案中，预聚物组分B在约23℃下可具有4.0至10.0Pa·s的用具有转子6#的Brookfield RVT仪器测量的粘度。这种低粘度有助于润湿待粘合的基材表面，并有利于组分B的施用。

在本公开的实施方案中，双组分聚氨酯组合物的组分A与组分B的体积比为1：3至3：1、优选1：2至2：1、最优选约1：1。优选地，在组分A与组分B交联反应后存在过量的NCO，以便确保完全固化和良好的粘合性，并避免固化产物发粘。

在本公开的优选实施方案中，双组分聚氨酯组合物由以下组分组成

-组分A，其中基于组分A的总重量，所述组分A包含

a)5至50重量％的至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物，其中所述聚醚多元醇和所述聚酯多元醇各自独立地具有300至3500g/mol的数均分子量，

b)1至8重量％的至少一种每分子具有2至4个羟基且数均分子量低于200g/mol的多元醇，

c)0.05至2.5重量％的至少一种数均分子量为200至600g/mol的多胺，

d)0.01至0.1重量％的至少一种选自含Sn催化剂和Bi催化剂的催化剂，以及任选存在的0.1至0.5重量％的封端的氮杂型催化剂；

g)35至80重量％的添加剂；和

-组分B，其为由以下物质反应而制备的NCO封端的预聚物

e)40至70重量％的至少一种数均分子量为300至3500g/mol的聚醚多元醇，和

f)30至60重量％的至少一种多异氰酸酯，

其中基于组分B的总重量，所述预聚物的NCO含量为4-13重量％。

NCO含量可根据DIN EN ISO 11909确定。

可将组分A和组分B在使用前单独储存，并在使用时使它们接触。

本公开还提供了一种粘合两个基材的方法，其包括以下步骤：

a)将本公开的双组分聚氨酯组合物的组分A和组分B混合在一起，以得到聚氨酯组合物；

b)将所得聚氨酯组合物施用在一个基材的表面上；

c)使其上施加有所述聚氨酯组合物的基材与另一个基材接触；和

d)将粘合的基材加热到80至100℃。

对组分A与组分B的混合方式没有特别限制，可以使用粘合剂中通常使用的那些。例如，可以将组分A与组分B在23℃下于静态混合器或动态混合器中混合。

所施加的粘合剂的干燥厚度可以为约0.2mm至约2mm。

对组合物的施用方法没有特别限制，可以使用通常使用的那些。

本公开还提供了通过混合组分A和B而由上述方法获得的固化产物。

本公开还提供了本公开的双组分聚氨酯组合物用于基材粘合的用途。

在一些实例中，待粘合的基材可以是相同或不同的基材。在一些实例中，基材可选自片状模塑料(SMC)和塑料基材。

在一些实例中，塑料基材可选自聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)、聚(聚对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(苯乙烯-丙烯腈)和这些塑料的共混物。

实施例

以下实施例旨在帮助本领域技术人员更好地理解和实践本公开。本公开的范围不受实施例的限制，而是在所附权利要求中限定。除非另有说明，否则所有份数和百分比均基于重量。

所用的物质

测试方法

开放时间

开放时间被定义为粘合剂在23℃下从发粘表皮转变为干燥表皮所需的时间。用一根小棒测试所述转变。具体地，将粘合剂施加到纸上，使用棒以每隔一段时间轻微接触所述粘合剂的施加表面，以便观察所述粘合剂是否可以被所述棒带走。将从将粘合剂施加到纸上时到当接触时没有粘合剂粘附在棒上时的时间记录为开放时间。

拉伸强度和断裂伸长率

拉伸强度和断裂伸长率的测试根据ISO 37：2004进行，其中粘合剂的干燥厚度为2mm。

在室温下的LSS

将粘合剂施加在两个PC/ABS基材(聚碳酸酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的混合物，100mm×25mm×3mm)之间，其中所述粘合剂的干燥厚度为1.5mm，并且所述两个PC/ABS基材的粘合面积为25mm×12.5mm。然后将粘合的基材置于标准条件(23℃，50％的相对湿度)下以固化7天，然后以10mm/min的速度评价在室温下的LSS。

老化后的LSS

老化后的LSS以与以上针对在室温下的LSS所述的相同的方式测量，除了将粘合的基材在70℃下老化7天，然后在室温下以10mm/min的速度评价老化后的LSS。

热压时间

将粘合剂施加在两个PC/ABS基材(聚碳酸酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的混合物，100mm×25mm×3mm)之间，其中所述粘合剂的干燥厚度为1.5mm，并且所述两个PC/ABS基材的粘合面积为25mm×12.5mm。然后将粘合的基材立即加热至100℃。将获得初始搭接剪切强度(0.5MPa)所需的时间记录为热压时间。

失效模式

目视检查已评价在室温下的LSS或老化后的LSS的基材的断裂表面，将检查结果记录如下：

CF意指内聚失效，这是可以接受的。

SCF意指基材内聚失效，这是可以接受的。

NA意指不适用，这是不可接受的。

实施例1(不同含量的聚醚胺的影响)

在室温和真空下，称量组分A的各成分并将其在600rpm的搅拌速度下混合2小时。

在70至90℃的温度和真空下，称重组分B的各成分并将其在600rpm的搅拌速度下混合2小时。

在室温和大气压下，将组分A和组分B分别加入胶乳管Mixpac AC200-02-10-01(可从Sulzer获得)中，然后引入混合管Mixpac MCH 08-24T(可从Sulzer获得)中，以获得粘合剂。

组分A

组分B

粘合剂的测试结果

*注:CF意指内聚失效，SCF意指基材内聚失效

NA意指不适用。

在实施例1中，结果表明，如果增加聚醚胺的含量，则开放时间和热压时间缩短。当聚醚胺的含量增加至3％时，粘合剂无法从混合器中挤出，因为粘合剂固化得太快。

实施例2(不同催化剂含量的影响)

将组分A、组分B和最终粘合剂各自以与以上针对实施例1所述的相同的方式制备，不同之处在于将配方如下改变。

组分A

组分B

粘合剂的测试结果

在实施例2中，实施例EA23和EA24显示含Sn催化剂的量越高，实现的开放时间越短。实施例EA21、EA 22和EA23显示，封端的氮杂型催化剂的量越高，获得的热压时间越短。封端的氮杂型催化剂在高温(例如100℃)下加速反应。

实施例3(多异氰酸酯官能度对断裂伸长率的影响)

将组分A、组分B和最终粘合剂各自以与以上针对实施例1所述的相同的方式制备，不同之处在于将配方如下改变。

组分A

组分B

编号

组分

原材料

EB31

EB32

EB33

EB34

1

e)聚醚二醇

Voranol 2120

59％

59％

58％

58％

2

f)多异氰酸酯

Desmodur CD C

0％

20％

34％

42％

3

f)多异氰酸酯

Lupranate M20S

41％

21％

8％

0

NCO％

9.7％

9.7％

9.7％

9.7％

组分f)的官能度

2.40

2.19

2.07

2.00

粘合剂的测试结果

在实施例3中，实施例EB31、EB32、EB33和EB34显示，如果MDI的官能度较高，则固化产物的断裂伸长率较低。尽管实施例EB31中的断裂伸长率似乎相对较低，但实施例EB31本身旨在反映多异氰酸酯官能度对断裂伸长率的影响。通过调节组分B)的组成，可以将实施例EB31中的断裂伸长率调节至更高水平。

另外，实施例EA31和EA32显示，当组分a)包含一种或两种聚醚多元醇时，粘合剂的粘合性能是优异的。

此外，实施例1至3中包括的这些试验表明，本公开的粘合剂表现出合适的开放时间、快速固化和优异的粘合性。同时，失效模式可以想要地是内聚失效(CF)或基材内聚失效(SCF)。在将固化的粘合剂老化7天后，结果特别好，这表明即使在老化条件下优异的粘合特性也是耐久的。

在实施方案中详细示例说明了本公开。然而，对于本领域技术人员而言，在不脱离本公开的精神的情况下修改和改变实施方案是显而易见的。所有修改和变化都应落入本申请所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.双组分聚氨酯组合物，其由以下组分组成：

-组分A，其包含

a)至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物，其中所述聚醚多元醇和所述聚酯多元醇各自独立地具有300至3500g/mol的数均分子量，

b)至少一种每分子具有2至4个羟基且数均分子量低于200g/mol的多元醇，

c)至少一种数均分子量为200至600g/mol的聚醚胺，其中基于组分A的总重量，所述组分c)的量为0.05至2.5重量％，和

d)至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂；以及

-组分B，其包含由以下物质反应而制备的NCO封端的预聚物

e)至少一种数均分子量为300至3500g/mol的聚醚多元醇，和

f)至少一种多异氰酸酯，

其中基于组分B的总重量，所述预聚物的NCO含量为4至13重量％。

2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分b)是二醇。

3.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中所述多异氰酸酯选自聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)、碳二亚胺-或异氰酸酯二聚体-改性的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、以及它们的组合。

4.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分A在23℃下具有10.0至40.0Pa·s的用具有转子PP25/S的Anton Paar仪器测量的粘度。

5.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分B在23℃下具有4.0至10.0Pa·s的用具有转子6#的Brookfield RVT仪器测量的粘度。

6.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分A与组分B的体积比为1：3至3：1。

7.根据权利要求6所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分A与组分B的体积比为1：2至2：1。

8.根据权利要求7所述的双组分聚氨酯组合物，其中组分A与组分B的体积比为1：1。

9.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中所述含Sn催化剂选自二月桂酸二丁基锡、双(2-乙基己酸)锡、二月桂基硫醇二丁锡、二乙酸二丁锡、双硫醇二丁锡、硫醇二丁锡、二巯基乙酸二丁基锡和二月桂酸二辛基锡；并且/或者所述含Bi催化剂选自异辛酸铋、月桂酸铋、环烷酸铋和新癸酸铋。

10.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其中除了所述至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂之外，组分d)还包含封端的氮杂型催化剂，其中所述封端的氮杂型催化剂是用封端剂封端的氮杂型催化剂。

11.根据权利要求10所述的双组分聚氨酯组合物，其中所述氮杂型催化剂选自1,5-二氮杂-双环(5.4.0)十一碳-5-烯和1,8-二氮杂-双环(5.4.0)十一碳-7-烯。

12.根据权利要求10所述的双组分聚氨酯组合物，其中基于组分A的总重量，所述组合物包含0.1至0.5重量％的所述封端的氮杂型催化剂。

13.根据权利要求12所述的双组分聚氨酯组合物，其中基于组分A的总重量，所述组合物包含0.2至0.4重量％的所述封端的氮杂型催化剂。

14.根据权利要求1或2所述的双组分聚氨酯组合物，其由以下组分组成

-组分A，其中基于组分A的总重量，所述组分A包含

a)5至50重量％的至少一种聚醚多元醇和至少一种聚酯多元醇的混合物，其中所述聚醚多元醇和所述聚酯多元醇各自独立地具有300至3500g/mol的数均分子量，

b)1至8重量％的至少一种每分子具有2至4个羟基且数均分子量低于200g/mol的多元醇，

c)0.05至2.5重量％的至少一种数均分子量为200至600g/mol的聚醚胺，

d)0.01至0.1重量％的至少一种选自含Sn催化剂和含Bi催化剂的催化剂，以及任选存在的0.1至0.5重量％的封端的氮杂型催化剂；和

g)35至80重量％的添加剂；和

-组分B，其为由以下物质反应而制备的NCO封端的预聚物

e)40至70重量％的至少一种数均分子量为300至3500g/mol的聚醚多元醇，和

f)30至60重量％的至少一种多异氰酸酯，

其中基于组分B的总重量，所述预聚物的NCO含量为4至13重量％。

15.粘合两个基材的方法，其包括以下步骤：

a)将权利要求1至14中任一项的双组分聚氨酯组合物的组分A和组分B混合在一起，以得到聚氨酯组合物；

b)将所得聚氨酯组合物施用在一个基材的表面上；

c)使其上施加有所述聚氨酯组合物的基材与另一个基材接触；和

d)将粘合的基材加热到80至100℃。

16.由根据权利要求15的方法获得的固化产物。

17.根据权利要求1至14中任一项所述的双组分聚氨酯组合物用于基材粘合的用途。

18.根据权利要求17所述的用途，其中所述基材为片状模塑料(SMC)。

19.根据权利要求17所述的用途，其中所述基材为塑料基材。

20.根据权利要求19所述的用途，其中所述塑料基材选自聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)(ABS)、聚(聚对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(苯乙烯-丙烯腈)和这些塑料的共混物。