CN111065663A - 包含含脲二酮的材料的聚合物材料、两部分组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物并且固含量为90％或更大。所述可聚合组合物包含：含脲二酮的材料，所述含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇，并且所述第二含羟基化合物为二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。本公开还提供了一种两部分组合物，其中所述聚合物材料包含在所述第一部分中，并且所述第二部分包含至少一种胺。此外，提供了一种粘附两个基材的方法，所述方法包括获得两部分组合物；将所述第一部分的至少一部分与所述第二部分的至少一部分混合以形成混合物；将所述混合物的至少一部分设置在第一基材上；以及使第二基材与设置在所述第一基材上的所述混合物接触。本公开还提供了一种聚合物材料和一种制备两部分组合物的方法。有利的是，根据本公开的两部分组合物可用作涂料和粘合剂体系，所述涂料和粘合剂体系具有类似于现有的两部分氨基甲酸酯体系的处理和性能，但具有较低的水敏性。

Description

包含含脲二酮的材料的聚合物材料、两部分组合物和方法
技术领域
本公开涉及包含含脲二酮的材料的聚合物材料，诸如两部分组合物。
背景技术
两部分氨基甲酸酯粘合剂和密封剂可从多个公司商购获得。这些体系通常涉及一种组分(其为以异氰酸酯基团封端的低聚物/聚合物)和第二组分(其为多元醇)。当混合时，异氰酸酯与多元醇反应形成氨基甲酸酯基团。虽然这是已建立且有效的化学物质，但由于异氰酸酯与水反应时失活的能力，所述化学物质对水分敏感。因此，仍然需要有利地具有较低的水敏性的粘合剂和密封剂。
发明内容
在第一方面中，提供了一种聚合物材料。该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，并且固含量为90％或更大。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。通常，该第二含羟基化合物为二醇，并且该反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。
在第二方面中，提供了一种两部分组合物。该两部分组合物包含：第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，该第二部分包含至少一种胺。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。该聚合物材料的固含量为90％或更大，并且在该聚合物材料的主链中通常包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
在第三方面中，提供了一种聚合产物。该聚合产物为根据第二方面的两部分组合物的聚合产物。
在第四方面中，提供了一种将两个基材粘附在一起的方法。该方法包括获得两部分组合物；将第一部分的至少一部分与第二部分的至少一部分混合以形成混合物；将混合物的至少一部分设置在第一基材的第一主表面上；以及使第二基材的第一主表面与设置在第一基材上的混合物接触。该两部分组合物包含：第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，该第二部分包含至少一种胺。该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。该聚合物材料的固含量为90％或更大，并且在该聚合物材料的主链中通常包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
在第五方面中，提供了一种制备两部分组合物的方法。该方法包括：通过形成聚合物材料来提供第一部分，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及提供包含至少一种胺的第二部分。该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。该聚合物材料的固含量为90％或更大，并且在该聚合物材料的主链中通常包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
上述发明内容并非旨在描述本发明的每个实施方案或每种实施方式。各种实施方案的细节将在下面的描述中给出。根据本说明书和权利要求书，其它特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的将两个基材粘附在一起的示例性方法的流程图。
图2是根据本公开可制备的包括粘合在一起的两个基材的示例性制品的示意性剖视图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
本公开提供了可用于例如涂料和/或粘合剂中的聚合物材料、可聚合组合物和两部分组合物，与替代地含有异氰酸酯的类似组合物相比，该等聚合物材料、可聚合组合物和两部分组合物在短时间量内具有良好的流动性和反应性(例如，在没有添加溶剂的情况下)、可接受的固化和/或粘附性。进一步，根据本公开的至少某些实施方案的涂料和粘合剂基本上不含异氰酸酯。这是有利的，因为异氰酸酯在(例如，与皮肤)第一次接触时趋于成为敏化剂，使得后续的接触会引起炎症。如上所述，含有异氰酸酯的涂料/粘合剂呈现出比其它化合物更高的水敏性，因此使涂料或粘合剂中的异氰酸酯含量最小化可以提高固化期间的可靠性，以及简化聚合物材料、可聚合组合物和两部分组合物的贮存和处理。
术语“一个/种”、“该”、“所述”、“至少一个/种”和“一个或多个/一种或多种”可互换使用。
术语“和/或”意指一个或两个，诸如表达A和/或B是指单独的A、单独的B、或A与B两个。
术语“基本上”是指95％或更多。
术语“当量”是指每分子聚合物链或每摩尔不同官能团的某一官能团(例如，OH基团、异氰酸酯基团、脲二酮基团等)的摩尔数。
术语“烷基”是指烷烃的一价基团。合适的烷基基团可以具有至多50个碳原子、至多40个碳原子、至多30个碳原子、至多20个碳原子、至多16个碳原子、至多12个碳原子、至多个碳原子、至多8个碳原子、至多6个碳原子、至多4个碳原子、或至多3个碳原子。烷基基团可为直链的、支链的、环状的，或它们的组合。直链烷基基团往往具有1至30个碳原子、1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。支链烷基基团往往具有3至50个碳原子、3至40个碳原子、4至20个碳原子、3至10个碳原子、或3至6个碳原子。环烷基基团往往具有3至50个碳原子、5至40个碳原子、6至20个碳原子、5至10个碳原子、或6至10个碳原子。
术语“烷亚基”是指为烷烃的基团的二价基团。烷亚基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。烷亚基通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中，该烷亚基包含4至14个碳原子、1至10个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。烷亚基的基团中心可在相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。在某些实施方案中，烷亚基可被OH基团取代。
术语“三取代链烷基(alkane-triyl)”是指烷烃的三价基团。
术语“芳基”是指为碳环芳族化合物的芳烃的一价基团。芳基可具有与芳族环相连或稠合的一至五个环。其它环结构可为芳族的、非芳族的或它们的组合。芳基的示例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基、芘基、苝基和芴基。
术语“芳烷基”是指具有式-R-Ar的一价基团，其中R为烷亚基并且Ar为芳基。也就是说，芳烷基是被芳基取代的烷基。
术语“亚芳烷基”是指具有式-R-Ara-的二价基团，其中R为烷亚基并且Ara为芳亚基(即，烷亚基键合到芳亚基)。
术语“芳亚基”是指为碳环和芳族的二价基团。该基团具有相连、稠合或它们的组合的一至五个环。其它环可为芳族的、非芳族的或它们的组合。在一些实施方案中，芳亚基基团具有至多5个环、至多4个环、至多3个环、至多2个环或一个芳族环。例如，芳亚基基团可为亚苯基。术语“烷芳亚基”是指为被烷基基团取代的芳亚基基团或附接到烷亚基基团的芳亚基基团的二价基团。除非另外指明，否则烷芳亚基基团通常具有1至20个碳原子、4至14个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。除非另外指明，否则对于两种基团，烷基或烷亚基部分通常均具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。除非另外指明，否则对于两种基团，芳基或芳亚基部分通常均具有6至20个碳原子、6至18个碳原子、6至16个碳原子、6至12个碳原子、或6至10个碳原子。在某些实施方案中，芳亚基基团或烷芳亚基基团具有4至14个碳原子。
术语“非质子的”是指不具有与氧键合的氢原子(如在羟基基团中)或与氮键合的氢原子(如在胺基基团中)的组分。一般来讲，不包含不稳定的H+的任何组分被称为非质子组分。此类组分的分子不能向其它组分提供质子(H+)。
术语“氨基甲酸酯”是指具有通式R-N(H)-C(O)-O-R'的化合物。优选的R基团包括烷亚基基团。
术语“二异氰酸酯”是指具有通式O＝C＝N-R-N＝C＝O的化合物。优选的R基团包括烷亚基和芳亚基基团。
术语“二醇”是指具有两个OH基团的化合物。
术语“三胺”是指具有三个氨基的化合物。
术语“聚酯”是指其中重复单元通过酯键接合的重复双官能聚合物。酯基团具有通式-R-C(O)-OR'。术语“聚醚”是指具有通式-O-R-的重复双官能烷氧基基团。优选的R和R'基团具有通式-CnH2n-，并且包括例如亚甲基、亚乙基和亚丙基(包括正亚丙基和异亚丙基)或它们的组合。R和R'基团的组合可以被提供为例如无规或嵌段型共聚物。
术语“多元醇”是指具有两个或更多个羟基(即，OH)基团的化合物。
术语“聚合物材料”是指任何均聚物、共聚物、三元共聚物等。
术语“非反应性稀释剂”是指可添加以调节可聚合组合物的粘度的组分。“非反应性的”是指稀释剂不参与可聚合组合物的聚合反应(例如，与胺、含脲二酮的材料、或具有一个或多个OH基团的含羟基化合物的聚合反应)。在制造两部分组合物期间、在制造涂料或粘合剂期间、在将涂料或粘合剂施加到基材期间，或在老化时，稀释剂不与此类组分反应。通常，稀释剂基本上不含反应性基团。在一些实施方案中，(例如，非反应性)稀释剂的分子量小于诸如含脲二酮的材料等组分的分子量。非反应性稀释剂不是挥发性的，并且在固化后基本上保留在涂料或粘合剂中。非反应性稀释剂的沸点可大于200℃。
术语“伯醇”是指其中OH基团连接至伯碳原子的醇(例如，具有通式-CH2OH)。术语“仲醇”是指其中OH基团连接至仲碳原子的醇(例如，具有通式-CHROH，其中R为包含碳原子的基团)。
术语“环境温度”是指在20℃至25℃范围内的温度，包括端值在内。
在第一方面中，提供了聚合物材料。该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，并且具有的固含量为90％或更大。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。换句话讲，第一方面提供了：
一种聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含：
a.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
b.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中该第一含羟基化合物为伯醇或仲醇；以及
c.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中该聚合物材料包含的固含量为90％或更大。往往，该第二含羟基化合物是二醇，并且该反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。
脲二酮可通过二异氰酸酯与其自身的反应形成，并且具有以下通式：
Figure BDA0002399482950000081
在一些实施方案中，二异氰酸酯包含选自式X、式XI和式XII的官能团：
Figure BDA0002399482950000082
存在多种可随着二异氰酸酯与其自身反应而出现的反应产物，并且通常二异氰酸酯与其自身的反应导致两种或更多种反应产物的共混物。优选地，二异氰酸酯与其自身的反应进行至一定程度，使得如通过傅立叶变换红外光谱(例如，Nicolet 6700 FT-IP光谱仪，Thermo Scientific(Madison,WI))所测定的，聚合物材料包含25重量％或更少或者23重量％或更少的异氰酸酯基团，其中材料中异氰酸酯的重量百分比是作为异氰酸酯官能团的摩尔数乘以42克/摩尔(g/mol)并除以该材料的质量来计算的。
在某些实施方案中，含脲二酮的材料包含式I化合物：
Figure BDA0002399482950000091
其中R1独立地选自C4至C14的烷亚基、芳亚基和烷芳亚基(alkaralyene)。在一些实施方案中，二异氰酸酯包括六甲亚基二异氰酸酯。一种优选的含脲二酮的材料是包含脲二酮官能团的材料的基于六甲亚基二异氰酸酯的共混物，可以商品名DESMODUR N3400从Covestro(Leverkusen,Germany)商购获得。附加的含脲二酮的材料可以商品名CRELAN EF403也从Covestro商购获得，以及以商品名METALINK U/ISOQURE TT从Isochem公司(NewAlbany,OH)商购获得。
通常，聚合物材料在该聚合物材料的主链中包含多于一个脲二酮官能团，诸如在该聚合物材料的主链中包含平均1.1个或更多个、1.2个或更多个、1.3个或更多个、1.4个或更多个、1.5个或更多个、1.6个或更多个，或1.7个或更多个脲二酮官能团；以及在该聚合物材料的主链中2.5个或更少个、2.4个或更少个、2.3个或更少个、2.2个或更少个、2.1个或更少个、2.0个或更少个、1.9个或更少个脲二酮官能团，或甚至在该聚合物材料的主链中1.8个或更少个脲二酮官能团。换句话讲，聚合物材料可在该聚合物材料的主链中包含1.3个至2.5个或1.5个至1.8个脲二酮官能团，包括端值在内。脲二酮官能团的量可如以下实施例中所述进行测定。
含脲二酮的材料与第一含羟基化合物和第二含羟基化合物的一种示例性简化一般反应方案提供于下面的方案1中：
Figure BDA0002399482950000101
在方案1的具体反应方案中，含脲二酮的材料包含两种含脲二酮基团的化合物，该两种含脲二酮基团的化合物中的一种还包含异氰脲酸酯化合物。在聚合物材料的某些实施方案中，聚合物材料在每分子该聚合物材料中包含平均1.3个或更少个异氰脲酸酯单元。这可能是因为异氰脲酸酯单元可能不向聚合物材料贡献所需的特性。
该聚合物材料通常还在该聚合物材料的主链中包含每分子该聚合物材料一个或多个氨基甲酸酯官能团。氨基甲酸酯官能团是通过第一含羟基化合物和第二含羟基化合物与含脲二酮的化合物上存在的异氰酸酯基团反应形成的。例如，聚合物材料在该聚合物材料的主链中可包含平均2个或更多个、2.5个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个氨基甲酸酯官能团，或者甚至在该聚合物材料的主链中包含平均6个或更多个氨基甲酸酯官能团；以及在该聚合物材料的主链中包含平均15个或更少个、10个或更少个、9个或更少个、8个或更少个、7个或更少个氨基甲酸酯官能团，或者甚至在该聚合物材料的主链中包含平均6个或更少个氨基甲酸酯官能团。换句话讲，聚合物材料在该聚合物材料的主链中可包含平均2个至15个或2个至10个氨基甲酸酯官能团，包括端值在内。聚合物材料的平均氨基甲酸酯官能团含量可如以下实施例中所述进行测定。
在某些实施方案中，第一含羟基化合物是烷基醇、聚酯醇、或聚醚醇，诸如支链醇和/或仲醇。例如，在一些实施方案中，第一含羟基化合物具有式II：
R2-OH II
其中R2选自R3、R4、以及C1至C50烷基；
其中R3具有式III：
Figure BDA0002399482950000111
其中m＝1至20，R5是烷基，并且R6是烷亚基；
其中R4具有式IV：
Figure BDA0002399482950000112
其中n＝1至20，R7是烷基，并且R8是烷亚基。优选地，R2是C4-C20烷基，因为低于C4的烷基基团有形成结晶聚合物材料的趋势。
合适的第一含羟基化合物可包括支链醇或仲醇，例如但不限于2-丁醇、2-乙基-1-己醇、异丁醇和2-丁基-辛醇，这些化合物中的每一种都可从Alfa Aesar(Ward Hill,MA)商购获得。
在某些实施方案中，第二含羟基化合物是烷亚基多元醇、聚酯多元醇、或聚醚多元醇。往往，第二含羟基化合物是二醇，诸如支链二醇。例如，在一些实施方案中，第二含羟基化合物具有式V：
HO-R9-OH V
其中R9选自R10、烷亚基和被OH基团取代的烷亚基，其中R10具有式VI或式VII：
Figure BDA0002399482950000121
其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自烷亚基，其中v和y中的每一个独立地选自1至40，并且其中x选自0至40。任选地，R9选自C1至C20的烷亚基和被OH基团取代的C1至C20的烷亚基。
在第二含羟基化合物的某些实施方案中，R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。另选地，第二含羟基化合物可具有式VIII或式IX：
Figure BDA0002399482950000122
Figure BDA0002399482950000131
其中R16和R18中的每一个独立地选自三取代链烷基，其中R17和R19中的每一个独立地选自烷亚基，并且其中w和z中的每一个独立地选自1至20。优选地，R17和R19中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
合适的第二含羟基化合物包括支链醇、仲醇或醚，例如但不限于2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘醇、聚(四亚甲基醚)二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇和1,3-丁二醇。此类合适的第二含羟基化合物可从化学供应商商购获得，该等化学供应商包括例如Alfa Aesar(Ward Hill,MA)、JT Baker(Center Valley,PA)、TCI(Portland,OR)和Fisher Scientific(Waltham,MA)。
在一个实施方案中，第一含羟基化合物具有式II并且第二含羟基化合物具有式V，其中式V化合物的R9具有式VI，并且其中式II化合物的R2是支链C4至C20烷基。在选择的实施方案中，第二含羟基化合物是二醇，并且反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5或0.2至0.35的二醇当量，包括端值在内。
任选地，第一含羟基化合物和第二含羟基化合物的OH当量之和等于或大于聚合物材料的异氰酸酯当量。
优选地，聚合物材料基本上不含异氰酸酯。“基本上不含异氰酸酯”是指如通过傅立叶变换红外光谱(例如，Nicolet 6700 FT-IP光谱仪，Thermo Scientific(Madison,WI))所测定的，聚合物材料包含5重量％或更少、4重量％或更少、3重量％或更少、2重量％或更少、或1重量％或更少的异氰酸酯基团，其中材料中异氰酸酯的重量百分比计算为异氰酸酯官能团的摩尔数乘以42g/mol并除以该材料的质量。
根据本公开的两部分组合物使用来自以下方案2的碱性化学反应，即这样的聚合物材料，该聚合物材料在体系的一部分中包含含脲二酮的材料且在体系的另一部分中包含多官能胺。当胺固化剂与含脲二酮的材料混合时，胺打开脲二酮以形成缩二脲。这产生了根据方案2的不含异氰酸酯的涂料或粘合剂体系：
Figure BDA0002399482950000141
聚合物材料还可包含一种或多种添加剂，例如催化剂、增塑剂、非反应性稀释剂、填料等。例如，合适的催化剂可包括叔胺或有机金属催化剂，诸如锡化合物、铋化合物、锌化合物和锆化合物。在一些情况下，新癸酸铋和乙基己酸铋中的每一种均是合适的。可加入催化剂或缓聚剂以改变胺与聚合物材料的固化特征。它们可与聚合物材料或与胺一起包含在两部分组合物的任一部分中。这些添加剂可包含一种或多种组分，例如催化剂、增塑剂、非反应性稀释剂、填料等。例如，合适的催化剂可包括叔胺、脒或有机金属催化剂。另外，有机酸和/或无机酸可用作缓聚剂以延缓固化或延长材料的适用寿命。例如，合适的酸可包括羧酸。
通常将增塑剂添加到聚合物材料中以制备更柔、更软且更可使用(例如，更易于处理)的聚合物材料。更具体地，通过向聚合物材料中添加增塑剂所得的混合物通常具有与单独的聚合物材料相比更低的玻璃化转变温度。可通过加入一种或多种增塑剂而将聚合物材料的玻璃化转变温度降低例如至少30摄氏度、至少40摄氏度、至少50摄氏度、至少60摄氏度、或至少70摄氏度。温度改变(即降低)往往与聚合物材料中添加的增塑剂的量有关。玻璃化转变温度的降低通常导致柔性增大、伸长率增大以及可使用性增大。一些示例性增塑剂包括各种邻苯二甲酸酯类，诸如邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异庚酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯，以及邻苯二甲酸苄丁酯；各种己二酸酯类，诸如己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二辛酯、己二酸二异壬酯和己二酸二异癸酯；各种磷酸酯类，诸如磷酸三-2-乙基己酯、磷酸2-乙基己基二苯酯、磷酸三辛酯和磷酸三甲苯酯；各种偏苯三酸酯类，诸如偏苯三酸三-2-乙基己酯和偏苯三酸三辛酯；各种癸二酸酯和壬二酸酯；以及各种磺酸酯。一些示例性增塑剂包括聚酯增塑剂，其可由丙二醇或丁二醇与己二酸的缩合反应来形成。
在某些实施方案中，聚合物材料用于其中该聚合物材料设置在两个基材之间的应用中，其中溶剂去除(例如，蒸发)受到限制，尤其是当一个或多个基材包含湿气不可透材料(例如，钢或玻璃)时。在此类情况下，聚合物材料包含的固含量为90％或更大、92％或更大、94％或更大、95％或更大、96％或更大、98％或更大、或99％或更大。同样，在其中溶剂去除受到限制的此类实施方案中，根据本公开的两部分组合物的第一部分、第二部分或两部分包含的固含量为90％或更高、92％或更高、94％或更高、95％或更高、96％或更高、98％或更高、或99％或更高。被认为是“固体”的组分包括例如但不限于聚合物、低聚物、单体、含羟基的化合物，以及添加剂，诸如增塑剂、催化剂、非反应性稀释剂和填料。通常，只有溶剂不属于固体的定义范围，例如水或有机溶剂。
为了方便的可操纵性，使用布氏粘度计测定，聚合物材料通常具有的动态粘度为10泊(P)或更大、50P或更大、100P或更大、150P或更大、250P或更大、500P或更大、1,000P或更大、1,500P或更大、2,000P或更大、2,500P或更大，或者甚至3,000P或更大；以及，使用布氏粘度计测定，10,000P或更低、9,000P或更低、8,000P或更低、7,000P或更低、6,000P或更低、5,000P或更低，或甚至4,000P或更低。换句话说，使用布氏粘度计测定，聚合物材料可以表现出10泊(P)至10,000P或10P至4,000P的动态粘度，包括端值在内。动态粘度测试的条件包括在24摄氏度下以0.3或0.6转/分钟(RPM)的速度使用LV4锭子。
可聚合组合物通常呈两部分组合物的形式。因此，在第二方面中，提供了两部分组合物。该两部分组合物包含：第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，该第二部分包含至少一种胺。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。第一化合物为伯醇或仲醇。
该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。一些伯胺(诸如二亚乙基三胺和乙二胺的其它低聚物)不是优选的，因为它们表现出过于迅速的反应性以致无法在根据本公开发生两部分组合物的聚合之前实现粘合剂的混合和施用。例如，胺的一些空间位阻有助于将反应速率降低到用于使第一部分与第二部分基本上完全反应的合适速度。平均官能度是相关的，因此第二部分可以包括具有不同官能度的胺的混合物，只要平均值是2.0或更大即可。优选地，平均官能度大于2.0(诸如3.0或更大)。此外，如果胺与两部分组合物的第一部分不是充分可混溶的(例如，在两部分组合物的第一部分和第二部分混合时倾向于与第一部分分离)，则该胺不适合与该第一部分反应。已经发现，许多脂族伯胺(例如，位于烷烃基团上的胺基基团)与含脲二酮的材料反应过快以致不允许根据本公开的至少某些实施方案的两部分组合物基本上完全反应。
在某些实施方案中，两部分组合物包含：
a.第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含：
i.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
ii.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中该第一化合物为伯醇或仲醇；以及
iii.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中该聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
b.第二部分，该第二部分包含至少一种胺，该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺。
通常，聚合物材料在该聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。通常有利的是，第一部分(例如，聚合物材料、第一含羟基化合物和第二含羟基化合物)是可流动的(例如，以允许与第二部分混合)，并且易润湿待涂覆的任一基材或待粘附的两个基材的表面。为了提供在高固含量下具有相对低粘度的含脲二酮的聚合物材料，该聚合物材料的组合物应该具有最小的结晶度和足够低的分子量。然而，聚合物材料还需要具有每分子该聚合物材料足够的脲二酮基团官能度，以允许两部分组合物在与胺反应时固化成有效的聚合物网络。在公开的报告中，溶剂型涂料中使用的含脲二酮的材料的分子量太高而不适用于根据本公开的粘合剂体系。例如，美国专利5,814,689(Goldstein等人)教导二醇(例如，具有两个OH基团的含羟基化合物)应以相对于异氰酸酯当量在0.5至1.0当量的范围内被包含，并且醇的总重量应为40％或更少的单羟基化合物(例如，具有单个OH基团的含羟基化合物)。然而，已发现，第一部分中如此高比例的二醇产生的粘度在未稀释形式下(例如，没有添加溶剂的情况下)通常太高以至于不能产生可管理的涂料或粘合剂。与美国专利5,814,689不同，已经发现两部分组合物的第一部分中二醇的量可以相对于异氰酸酯当量在约0.2至0.5当量的范围内被包含以实现合适的粘度，并且第一含羟基化合物和第二含羟基化合物的OH当量之和等于或大于聚合物材料的异氰酸酯当量。
此外，美国专利5,814,689还教导了含脲二酮的材料可具有3至10个脲二酮环/聚合物链。脲二酮官能度的这一范围是由于相对于两部分组合物的第一部分中具有单个OH基团的含羟基化合物的含量，二醇含量较高。相比之下，根据本公开的含脲二酮的化合物的(例如，未稀释的)聚合物链相对于具有单个OH基团的含羟基化合物具有较低的二醇量，因此聚合物材料仅具有1.3至2.5个脲二酮环/聚合物链。
因为根据本公开的聚合物材料具有相对较低的脲二酮官能度，所以它们应该与不同于现有公开体系的固化剂配对。例如，它们应该与官能度大于2.0的具有胺的第二部分配对，以产生更好的特性，诸如粘附强度和凝胶含量。例如，先前的报道教导伯胺快速固化含脲二酮的材料，这限制了留釜时间，并且已发现某些胺就是这种情况，诸如二亚乙基三胺和其它乙二胺低聚物。有趣的是，已发现当用二胺固化时，根据本公开的聚合物材料固化成不良交联的柔软材料。然而，也已经发现胺封端的聚醚(例如，可以商品名“JEFFAMINE”从Huntsman(The Woodlands,TX)商购获得)产生可接受的固化速率，特别是当它们是伯胺时。已经发现三官能的JEFAMINE胺(诸如JEFFAMINE T403)在根据本公开的粘合剂体系中产生特别好的性能。然而，极高分子量的胺往往不能提供与第一部分的聚合物材料的良好混溶性，并且含脲二酮的材料和胺固化剂的明显相分离往往会妨碍有效的固化。相对高分子量的JEFFAMINE固化剂提供了优于小分子二胺的另一个优点：JEFFAMINE要求固化剂与含脲二酮的材料之间的重量比更高，并且平衡的混合比(例如，混合比越接近50重量％的每种组分越好)往往对于两部分组合物而言更方便。
还已发现，因为聚合物材料包含相对较低的脲二酮官能度，所以存在于第二部分中的一种或多种胺应具有为2.0或更大、2.1或更大、2.2或更大、2.3或更大、2.4或更大、2.5或更大、2.6或更大、2.7或更大、2.8或更大、2.9或更大、3.0或更大、3.1或更大、3.2或更大、3.3或更大、3.4或更大，或者甚至3.5或更大的平均胺官能度；以及为4.0或更小的平均胺官能度。为2.0或更大的平均胺官能度往往会导致用胺固化剂固化后的聚合产物具有更理想的特性，诸如凝胶含量和粘合强度。此外，平均胺官能度可以基于期望的应用是否需要例如硬度对比弹性；或者高Tg对比低Tg来选择。
在某些实施方案中，第二部分包含三胺，诸如三官能胺封端的聚醚。用于第二部分的另一种合适的胺包括表氯醇与1,3-苯二甲胺的反应产物。至少一种胺包含的分子量往往是2,000克/摩尔(g/摩尔)或更小、1,800g/摩尔或更小、1,600g/摩尔或更小、1,500g/摩尔或更小、1,400g/摩尔或更小、1,200g/摩尔或更小，或者甚至1,000g/摩尔或更小。
已发现，可以提供这样的两部分组合物(根据本公开的至少某些实施方案)，该两部分组合物具有90％或更多的固体并且表现出以下项中的每一个：1)良好的流动性；2)可接受的固化程度；以及3)在相对较短的时间内固化。粘合性的两部分组合物在固化后还可表现出4)可接受的粘合强度。
通常在使用可聚合组合物之前将含脲二酮的材料保持与固化剂分离。也就是说，含脲二酮的材料通常在可聚合组合物的第一部分中，并且胺固化剂通常在可聚合组合物的第二部分中。第一部分可以包含不与含脲二酮的材料反应(或与含脲二酮的材料的仅部分反应)的其它组分。同样，第二部分可包含不与胺固化剂反应或与胺固化剂的仅部分反应的其它组分。当第一部分和第二部分混合在一起时，各种组分反应形成反应产物，例如如下在一般反应方案3中所示：
Figure BDA0002399482950000201
在第三方面中，提供了一种聚合产物。该聚合产物是根据上述第二方面的两部分组合物中的任一个的聚合产物。取决于应用，聚合产物通常涂覆基材的至少一部分，并且至多涂覆基材的整个表面。当聚合产物用作粘合剂时，通常聚合产物设置在两个基材之间(例如，将该两个基材粘附在一起)。有利的是，本公开的至少一些实施方案的聚合产物在至少一个基材包含湿气不可透材料时适用，这是由于该可聚合组合物的高固含量。因此，在某些实施方案中，至少一个基材由金属(例如，钢)、玻璃、木材、陶瓷或聚合物材料制成。聚合产物也可与一个或多个具有湿气可透性的基材一起使用，该等具有湿气可透性的基材为例如但不限于织造材料、非织造材料、纸材、泡沫、膜和聚合物膜。
在第四方面中，提供了一种将两个基材粘附在一起的方法。参见图1，该方法包括获得两部分组合物(110)；将第一部分的至少一部分与第二部分的至少一部分混合以形成混合物(120)；将该混合物的至少一部分设置在第一基材的第一主表面上(130)；以及使第二基材的第一主表面与设置在第一基材上的混合物接触(140)。该两部分组合物包含：第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，该第二部分包含至少一种胺。该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。第一化合物为伯醇或仲醇。聚合物材料的固含量为90％或更大。通常，聚合物材料在该聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
再次参见图1，该方法任选地还包括将第一基材固定到第二基材(例如，利用一个或多个机械夹具、放在重物下等)，以及使混合物固化以形成粘合剂，从而将第一基材和第二基材粘附在一起(150)。该方法任选地还包括使混合物在环境温度下固化至少12小时以形成粘合剂，从而将第一基材和第二基材粘附在一起(160)。与推荐允许固化至少24小时(或至少2天、至少4天、至少7天或至少2周)的一些其它可用的两部分组合物不同，本公开提供了允许固化10小时或更长、12小时或更长、14小时或更长、16小时或更长、或18小时或更长；以及至多30小时、至多28小时、至多26小时、至多24小时、至多22小时、或至多20小时的两部分组合物。在一些实施方案中，使第一部分和第二部分的混合物固化10至22小时或12至20小时。
换句话讲，将两个基材粘附在一起的方法包括：
a.获得两部分组合物，该两部分组合物包含：
i.第一部分，该第一部分包含聚合物材料，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含：
1.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
2.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中该第一化合物为伯醇或仲醇；以及
3.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中该聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
ii.第二部分，该第二部分包含至少一种胺，该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺；
b.将第一部分的至少一部分与第二部分的至少一部分混合以形成混合物；
c.将该混合物的至少一部分设置在第一基材的第一主表面上；以及
d.使第二基材的第一主表面与设置在第一基材上的混合物接触。
取决于具体应用，所获得的第一部分和第二部分中的每一个的量将变化；在某些实施方案中，获得了过量的第一部分和第二部分中的一个或两个，因此第一部分和第二部分中的一个或两个的各自仅部分将混合形成混合物。然而，在其它实施方案中，获得了用于将第一基材和第二基材粘附在一起的适当量的第一部分和第二部分中的一个，并且基本上所有的第一部分和第二部分混合形成混合物。在某些实施方案中，将(例如，预定)量的第一部分与(例如，预定)量的第二部分混合是与第一基材和第二基材分开执行的，而在其它实施方案中，该混合是在基材的第一主表面上(例如，直接)执行的。
通常使用诸如例如分配、棒涂、辊涂、帘式涂布、轮转凹版涂布、刮刀涂布、喷涂、旋涂或浸涂技术等常规技术将该混合物施加到基材的表面(例如，设置在基材的表面上)。通常使用诸如棒涂、辊涂和刮刀涂布等涂覆技术来控制具有该混合物的层的厚度。在某些实施方案中，该设置包括例如当混合物被分配(例如，用喷嘴等分配)在第一基材的第一主表面上时，将该混合物散布在该基材的该表面上，使得该混合物不覆盖整个所需区域。
参见图2，示出了制品200的示意性剖视图。制品200包括设置在第一基材210的第一主表面211上的混合物212(例如，粘合剂)。制品200还包括第二基材214的第一主表面213，该第二基材的第一主表面与设置在第一基材210上的混合物212接触(例如粘附到该混合物上)。
有利的是，根据本公开至少某些实施方案的两部分组合物能够提供使两种基材在一起的至少最小粘合力。固化后，粘合剂优选在铝上表现出0.3兆帕(MPa)、1MPa、5MPa、10MPa、25MPa或50MPa的最小搭接剪切。用于确定最小搭接剪切的合适测试描述于以下实施例中。
在第五方面中，提供了一种制备两部分组合物的方法。该方法包括：通过形成聚合物材料来提供第一部分,该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，以及提供包含至少一种胺的第二部分。该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。聚合物材料的固含量为90％或更大。该可聚合组合物包含含脲二酮的材料，该含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。第一化合物为伯醇或仲醇。往往，聚合物材料在该聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
换句话讲，制备两部分组合物的方法包括：
a.通过聚合物材料来提供第一部分，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，该可聚合组合物包含：
i.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
ii.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中该第一化合物为伯醇或仲醇；以及
iii.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中该聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
b.提供第二部分，该第二部分包含至少一种胺，该至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺。
第二部分的胺如上文关于第四方面所述。
本公开选择的实施方案
实施方案1为一种聚合物材料。所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，并且具有的固含量为90％或更大。所述可聚合组合物包含含脲二酮的材料，所述含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。
实施方案2为根据实施方案1所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物是烷基醇、聚酯醇或聚醚醇。
实施方案3为根据实施方案1或实施方案2所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物是烷亚基多元醇、聚酯多元醇、或聚醚多元醇。
实施方案4为根据实施方案1至3中的任一项所述的聚合物材料，其中所述含脲二酮的材料包含式I化合物：
Figure BDA0002399482950000241
其中R1独立地选自C4至C14的烷亚基、芳亚基和烷芳亚基。
实施方案5为根据实施方案1至4中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物具有式II：
R2-OH II
其中R2选自R3、R4、以及C1至C50烷基；
其中R3具有式III：
Figure BDA0002399482950000251
其中m＝1至20，R5是烷基，并且R6是烷亚基；
其中R4具有式IV：
Figure BDA0002399482950000252
其中n＝1至20，R7是烷基，并且R8是烷亚基。
实施方案6为根据实施方案1至5中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物具有式V：
HO-R9-OH V
其中R9选自R10、烷亚基和被OH基团取代的烷亚基，其中R10具有式VI或式VII：
Figure BDA0002399482950000261
其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自烷亚基，其中v和y中的每一个独立地选自1至40，并且其中x选自0至40。
实施方案7为根据实施方案6所述的聚合物材料，其中R9选自C1至C20的烷亚基和被OH基团取代的C1至C20的烷亚基。
实施方案8为根据实施方案6或实施方案7所述的聚合物材料，其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案9为根据实施方案1至5中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物具有式VIII或式IX：
Figure BDA0002399482950000262
其中R16和R18中的每一个独立地选自三取代链烷基，其中R17和R19中的每一个独立地选自烷亚基，并且其中w和z中的每一个独立地选自1至20。
实施方案10为根据实施方案9所述的聚合物材料，其中R17和R19中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案11为根据实施方案1至10中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含多于一个脲二酮官能团。
实施方案12为根据实施方案1至11中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案13为根据实施方案1至12中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.5个至1.8个(脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案14为根据实施方案1至13中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料包含的固含量为94％或更大。
实施方案15为根据实施方案1至14中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料包含的固含量为98％或更大。
实施方案16为根据实施方案1至15中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均0.2个至2.0个氨基甲酸酯官能团，包括端值在内。
实施方案17为根据实施方案1至16中的任一项所述的聚合物材料，其中所述聚合物材料基本上不含异氰酸酯。
实施方案18为根据实施方案1至17中的任一项所述的聚合物材料，其中所述二异氰酸酯包括六甲亚基二异氰酸酯。
实施方案19为根据实施方案1至18中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料还包含催化剂。
实施方案20为根据实施方案1至19中的任一项所述的聚合物材料，其中所述聚合物材料在每分子所述聚合物材料中包含平均1.3个或更少个异氰脲酸酯单元。
实施方案21为根据实施方案1至17、19或20中的任一项所述的聚合物材料，其中所述二异氰酸酯包含选自式X、式XI和式XII的官能团：
Figure BDA0002399482950000281
实施方案22为根据实施方案1至21中的任一项所述的聚合物材料，使用布氏粘度计测定，所述聚合物材料具有10泊(P)至10,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案23为根据实施方案1至22中的任一项所述的聚合物材料，使用布氏粘度计测定，所述聚合物材料具有10P至4,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案24为根据实施方案1至23中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料还包含增塑剂、非反应性稀释剂，或它们的组合。
实施方案25为根据实施方案1至24中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物选自2-丁醇、2-乙基-1-己醇、异丁醇和2-丁基-辛醇。
实施方案26为根据实施方案1至25中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物选自2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘醇、聚(四亚甲基醚)二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇和1,3-丁二醇。
实施方案27为根据实施方案1至8或11至26中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物具有式I并且所述第二含羟基化合物具有式V，其中所述式V化合物的R9具有式VI，并且其中所述式II化合物的R2是支链C4至C20烷基。
实施方案28为根据实施方案1至27中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物和所述第二含羟基化合物的所述OH当量之和等于或大于所述聚合物材料的所述异氰酸酯当量。
实施方案29为根据实施方案1至28中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物是二醇。
实施方案30为根据实施方案1至29中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。
实施方案31为根据实施方案1至30中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.35的二醇当量，包括端值在内。
实施方案32为根据实施方案1至31中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物包含支链醇。
实施方案33为根据实施方案1至32中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物包含仲醇。
实施方案34为根据实施方案1至33中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物包含支链二醇。
实施方案35为根据实施方案1至34中的任一项所述的聚合物材料，其中所述催化剂包括新癸酸铋。
实施方案36为一种两部分组合物。所述两部分组合物包含：第一部分，所述第一部分包含聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，所述第二部分包含至少一种胺。所述可聚合组合物包含含脲二酮的材料，所述含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。所述聚合物材料的固含量为90％或更大。
实施方案37为根据实施方案36所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺的平均胺官能度为2.4或更大。
实施方案38为根据实施方案36或实施方案37所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺包括三胺。
实施方案39为根据实施方案36至38中的任一项所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺包括三官能胺封端的聚醚。
实施方案40为根据实施方案36至39中的任一项所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺包括表氯醇与1,3-苯二甲胺的反应产物。
实施方案41为根据实施方案36至40中的任一项所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺包含的分子量为2,000克/摩尔或更小。
实施方案42为根据实施方案36至41中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物是烷基醇、聚酯醇或聚醚醇。
实施方案43为根据实施方案36至42中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物是烷亚基多元醇、聚酯多元醇、或聚醚多元醇。
实施方案44为根据实施方案36至43中的任一项所述的两部分组合物，其中所述含脲二酮的材料包含式I的化合物：
Figure BDA0002399482950000321
其中R1独立地选自C4至C14的烷亚基、芳亚基和烷芳亚基。
实施方案45为根据实施方案36至44中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物具有式II：
R2-OH II
其中R2选自R3、R4、以及C1至C50烷基；
其中R3具有式III：
Figure BDA0002399482950000322
其中m＝1至20，R5是烷基，并且R6是烷亚基；
其中R4具有式IV：
Figure BDA0002399482950000323
其中n＝1至20，R7是烷基，并且R8是烷亚基。
实施方案46为根据实施方案36至45中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物具有式V：
HO-R9-OH V
其中R9选自R10、烷亚基和被OH基团取代的烷亚基，其中R10具有式VI或式VII：
Figure BDA0002399482950000331
Figure BDA0002399482950000332
其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自烷亚基，其中v和y中的每一个独立地选自1至40，并且其中x选自0至40。
实施方案47为根据实施方案46所述的两部分组合物，其中R9选自C1至C20的烷亚基和被OH基团取代的C1至C20的烷亚基。
实施方案48为根据实施方案46或实施方案47所述的两部分组合物，其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案49为根据实施方案36至45中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物具有式VIII或式IX：
Figure BDA0002399482950000333
Figure BDA0002399482950000341
其中R16和R18中的每一个独立地选自三取代链烷基，其中R17和R19中的每一个独立地选自烷亚基，并且其中w和z中的每一个独立地选自1至20。
实施方案50为根据实施方案49所述的两部分组合物，其中R17和R19中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案51为根据实施方案36至50中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物在所述聚合物材料的主链中包含多于一个脲二酮官能团。
实施方案52为根据实施方案36至51中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案53为根据实施方案36至52中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物在所述聚合物材料的主链中包含平均1.5个至1.8个脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案54为根据实施方案36至53中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物包含的固含量为94％或更大。
实施方案55为根据实施方案36至54中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物包含的固含量为98％或更大。
实施方案56为根据实施方案36至55中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物在所述聚合物材料的主链中包含平均0.2个至2.0个氨基甲酸酯官能团，包括端值在内。
实施方案57为根据实施方案36至56中的任一项所述的两部分组合物，其中所述聚合物材料基本上不含异氰酸酯。
实施方案58为根据实施方案36至57中的任一项所述的两部分组合物，其中所述二异氰酸酯包括六甲亚基二异氰酸酯。
实施方案59为根据实施方案36至58中的任一项所述的两部分组合物，所述两部分组合物还包含催化剂。
实施方案60为根据实施方案36至59中的任一项所述的两部分组合物，其中所述聚合物材料在每分子所述聚合物材料中包含平均1.3个或更少个异氰脲酸酯单元。
实施方案61为根据实施方案36至57、59或60中的任一项所述的两部分组合物，其中所述二异氰酸酯包含选自式X、式XI和式XII的官能团：
Figure BDA0002399482950000351
Figure BDA0002399482950000361
实施方案62为根据权利要求36至61中的任一项所述的两部分组合物，使用布氏粘度计测定，其中所述第一部分具有10泊(P)至10,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案63为根据实施方案36至62中的任一项所述的两部分组合物，使用布氏粘度计测定，其中所述第一部分具有10P至4,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案64为根据实施方案36至63中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一部分还包含增塑剂、非反应性稀释剂，或它们的组合。
实施方案65为根据实施方案36至64中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物选自2-丁醇、2-乙基-1-己醇、异丁醇和2-丁基-辛醇。
实施方案66为根据实施方案36至65中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物选自2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘醇、聚(四亚甲基醚)二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇和1,3-丁二醇。
实施方案67为根据实施方案36至48或51至66中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物具有式I并且所述第二含羟基化合物具有式V，其中所述式V化合物的R9具有式VI，并且其中所述式II化合物的R2是支链C4至C20烷基。
实施方案68为根据实施方案36至67中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物和所述第二含羟基化合物的所述OH当量之和等于或大于所述聚合物材料的所述异氰酸酯当量。
实施方案69为根据实施方案36至68中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物是二醇。
实施方案70为根据实施方案36至69中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。
实施方案71为根据实施方案36至70中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.35的二醇当量，包括端值在内。
实施方案72为根据实施方案36至71中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物包含支链醇。
实施方案73为根据实施方案36至72中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一含羟基化合物包含仲醇。
实施方案74为根据实施方案36至73中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二含羟基化合物包含支链二醇。
实施方案75为根据实施方案59所述的两部分组合物，其中所述催化剂包括新癸酸铋。
实施方案76为根据实施方案36至75中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一部分包含的固含量为94％或更大。
实施方案77为根据实施方案36至76中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第一部分包含的固含量为98％或更大。
实施方案78为根据实施方案36至77中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二部分包含的固含量为90％或更大。
实施方案79为根据实施方案36至78中的任一项所述的两部分组合物，其中所述第二部分包含的固含量为98％或更大。
实施方案80为根据实施方案36至79中的任一项所述的两部分组合物，使用布氏粘度计测定，其中所述第二部分包含0.1泊(P)至5,000P的粘度，包括端值在内。
实施方案81为根据实施方案36至80中的任一项所述的两部分组合物，使用布氏粘度计测定，其中所述第二部分包含0.1泊(P)至1,000P，包括端值在内的粘度。
实施方案82为根据实施方案36至81中的任一项所述的两部分组合物的聚合产物。
实施方案83为根据实施方案82所述的聚合产物，其中所述聚合产物涂覆基材的至少一部分。
实施方案84为根据实施方案82或实施方案83所述的聚合产物，其中所述聚合产物设置在两个基材之间。
实施方案85为根据实施方案83或实施方案84所述的聚合产物，其中至少一个基材包含湿气不可透材料。
实施方案86为根据实施方案83至85中的任一项所述的聚合产物，其中至少一个基材由金属制成。
实施方案87为一种将两个基材粘附在一起的方法。所述方法包括获得两部分组合物；将第一部分的至少一部分与第二部分的至少一部分混合以形成混合物；将所述混合物的至少一部分设置在第一基材的第一主表面上；以及使第二基材的第一主表面与设置在所述第一基材上的所述混合物接触。所述两部分组合物包含：第一部分，所述第一部分包含聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及第二部分，所述第二部分包含至少一种胺。所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。所述可聚合组合物包含含脲二酮的材料，所述含脲二酮的材料包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。聚合物材料的固含量为90％或更大。
实施方案88为根据实施方案87所述的方法，所述方法还包括将所述第一基材固定到所述第二基材，以及使所述混合物固化以形成粘合剂，从而将所述第一基材和所述第二基材粘附在一起。
实施方案89为根据实施方案87或实施方案88所述的方法，所述方法还包括使所述混合物在环境温度下固化至少12小时以形成粘合剂，从而将所述第一基材和所述第二基材粘附在一起。
实施方案90为根据实施方案88或实施方案89所述的方法，其中所述粘合剂在铝上表现出0.3兆帕(MPa)的最小搭接剪切。
实施方案91为根据实施方案87至90中的任一项所述的方法，其中所述混合是在所述第一基材的所述第一主表面上执行的。
实施方案92为根据实施方案87至91中的任一项所述的方法，其中所述设置包括将所述混合物散布在所述第一基材的所述第一主表面上。
实施方案93为一种制备两部分组合物的方法。所述方法包括：通过形成聚合物材料来提供第一部分，该聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物；以及提供包含至少一种胺的第二部分。所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，并且每种胺为伯胺或仲胺。所述可聚合组合物包含含脲二酮的材料，包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物；具有单个OH基团的第一含羟基化合物；以及具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物。所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇。聚合物材料的固含量为90％或更大。
实施方案94为根据实施方案93所述的方法，其中所述至少一种胺的平均胺官能团为2.5或更大。
实施方案95为根据实施方案93或实施方案94中的任一项所述的方法，其中所述至少一种胺包括三胺。
实施方案96为根据实施方案93至95中的任一项所述的方法，其中所述至少一种胺包括三官能胺封端的聚醚。
实施方案97为根据实施方案93至96中的任一项所述的方法，其中所述至少一种胺包括表氯醇与1,3-苯二甲胺的反应产物。
实施方案98为根据实施方案93至97中的任一项所述的方法，其中所述至少一种胺包含的分子量为2,000克/摩尔或更小。
实施方案99为根据实施方案93至98中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物是烷基醇、聚酯醇或聚醚醇。
实施方案100为根据实施方案93至99中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物是烷亚基多元醇、聚酯多元醇、或聚醚多元醇。
实施方案101为根据实施方案93至100中的任一项所述的方法，其中所述含脲二酮的材料包含式I的化合物：
Figure BDA0002399482950000411
其中R1独立地选自C4至C14的烷亚基、芳亚基和烷芳亚基。
实施方案102为根据实施方案93至101中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物具有式II：
R2-OH II
其中R2选自R3、R4、以及C1至C50烷基；
其中R3具有式III：
Figure BDA0002399482950000412
其中m＝1至20，R5是烷基，并且R6是烷亚基；
其中R4具有式IV：
Figure BDA0002399482950000413
其中n＝1至20，R7是烷基，并且R8是烷亚基。
实施方案103为根据实施方案93至102中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物具有式V：
HO-R9-OH V
其中R9选自R10、烷亚基和被OH基团取代的烷亚基，其中R10具有式VI或式VII：
Figure BDA0002399482950000421
其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自烷亚基，其中v和y中的每一个独立地选自1至40，并且其中x选自0至40。
实施方案104为根据实施方案103所述的方法，其中R9选自C1至C20的烷亚基和被OH基团取代的C1至C20的烷亚基。
实施方案105为根据实施方案103或实施方案104所述的方法，其中R11、R12、R13、R14和R15中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案106为根据实施方案93至102中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物具有式VIII或式IX：
Figure BDA0002399482950000431
其中R16和R18中的每一个独立地选自三取代链烷基，其中R17和R19中的每一个独立地选自烷亚基，并且其中w和z中的每一个独立地选自1至20。
实施方案107为根据实施方案106所述的方法，其中R17和R19中的每一个独立地选自C1至C20的烷亚基。
实施方案108为根据实施方案93至107中的任一项所述的方法，在所述聚合物材料的主链中包含多于一个脲二酮官能团。
实施方案109为根据实施方案93至108中的任一项所述的方法，在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案110为根据实施方案93至109中的任一项所述的方法，在所述聚合物材料的主链中包含平均1.5个至1.8个脲二酮官能团，包括端值在内。
实施方案111为根据实施方案93至110中的任一项所述的方法，包含的固含量为94％或更大。
实施方案112为根据实施方案93至111中的任一项所述的方法，包含的固含量为98％或更大。
实施方案113为根据实施方案93至112中的任一项所述的方法，在所述聚合物材料的主链中包含平均0.2个至2.0个氨基甲酸酯官能团，包括端值在内。
实施方案114为根据实施方案93至113中的任一项所述的方法，其中所述聚合物材料基本上不含异氰酸酯。
实施方案115为根据实施方案93至114中的任一项所述的方法，其中所述二异氰酸酯包括六甲亚基二异氰酸酯。
实施方案116为根据实施方案93至115中的任一项所述的方法，还包含催化剂。
实施方案117为根据实施方案93至116中的任一项所述的方法，其中所述聚合物材料在每分子所述聚合物材料中包含平均1.3个或更少个异氰脲酸酯单元。
实施方案118为根据实施方案93至114、116或117中的任一项所述的方法，其中所述二异氰酸酯包含选自式X、式XI和式XII的官能团：
Figure BDA0002399482950000451
实施方案119为根据实施方案93至118中的任一项所述的方法，使用布氏粘度计测定，其中所述第一部分具有10泊(P)至10,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案120为根据实施方案93至119中的任一项所述的方法，使用布氏粘度计测定，其中所述第一部分具有10P至4,000P的动态粘度，包括端值在内。
实施方案121为根据实施方案93至120中的任一项所述的方法，其中所述第一部分还包含增塑剂、非反应性稀释剂，或它们的组合。
实施方案122为根据实施方案93至121中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物选自2-丁醇、2-乙基-1-己醇、异丁醇和2-丁基-辛醇。
实施方案123为根据实施方案93至122中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物选自2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘醇、聚(四亚甲基醚)二醇、2-乙基己烷-1,3-二醇和1,3-丁二醇。
实施方案124为根据实施方案93至105或108至123中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物具有式I并且所述第二含羟基化合物具有式V，其中所述式V化合物的R9具有式VI，并且其中所述式II化合物的R2是支链C4至C20烷基。
实施方案125为根据实施方案93至124中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物和所述第二含羟基化合物的所述OH当量之和等于或大于所述聚合物材料的所述异氰酸酯当量。
实施方案126为根据实施方案93至125中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物是二醇。
实施方案127为根据实施方案93至126中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内。
实施方案128为根据实施方案93至127中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物是二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.35的二醇当量(包括端值在内)。
实施方案129为根据实施方案93至128中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物包含支链醇。
实施方案130为根据实施方案93至129中的任一项所述的方法，其中所述第一含羟基化合物包含仲醇。
实施方案131为根据实施方案93至130中的任一项所述的方法，其中所述第二含羟基化合物包含支链二醇。
实施方案132为根据实施方案116所述的方法，其中所述催化剂包括新癸酸铋。
实施方案133为根据实施方案93至132中的任一项所述的方法，其中所述第一部分包含的固含量为94％或更大。
实施方案134为根据实施方案93至133中的任一项所述的方法，其中所述第一部分包含的固含量为98％或更大。
实施方案135为根据实施方案93至134中的任一项所述的方法，其中所述第二部分包含的固含量为90％或更大。
实施方案136为根据实施方案93至135中的任一项所述的方法，其中所述第二部分包含的固含量为98％或更大。
实施方案137为根据实施方案93至136中的任一项所述的方法，使用布氏粘度计测定，其中所述第二部分包含0.1泊(P)至5,000P的粘度(包括端值在内)。
实施方案138为根据实施方案93至137中的任一项所述的方法，使用布氏粘度计测定，其中所述第二部分包含0.1泊(P)至1,000P的粘度(包括端值在内)。
实施例
表1：材料列表
Figure BDA0002399482950000471
Figure BDA0002399482950000481
Figure BDA0002399482950000491
搭接剪切测试方法：
使用搭接剪切测试来测定衍生自含脲二酮的聚合物材料的粘合剂的性能。将铝试样块(25mm×102mm×1.6mm)用220粗砂纸砂磨，并用异丙醇擦拭。将聚合物材料(包含脲二酮官能团)和胺固化剂各自加入到塑料杯中，并且使用手动混合与木质施用棒的组合且使用速度混合器(DAC 150 FV，来自Flack-tek,Landrun,SC)混合45秒至90秒直至完全混合。然后将混合物施加到铝试样块的一个端部上的25mm×13mm区域，并且将两片不锈钢丝(直径0.25mm)放置在树脂中以充当粘结层间隔件。然后将第二铝试样块的一个端部压入混合物中以产生约13mm的搭接。将粘结剂夹放在样本上，并使其固化至少18小时。使用具有自紧夹持件的拉伸载荷框架(Sintech，来自MTS Systems,Eden Prairie,MN)，以2.54mm/分钟的速率在剪切模式下测试样本的失效。在失效之后，测量搭接区域的长度。然后通过将峰值载荷除以搭接面积来计算搭接剪切值。对于测试的各种配方，搭接剪切测试结果汇总于表3、表4和表5中。
凝胶含量表征：
将一片316不锈钢筛布(120×120目，6cm×12cm)折叠成约3cm宽和6cm长的小袋，并对该小袋称重。在制备搭接剪切测试试样之后，将含脲二酮的聚合物材料和胺固化剂的剩余反应性混合物的一部分放置在两个涂覆有机硅的聚酯衬垫之间，并使其固化至少24小时。将固化的混合物的一部分(介于0.15g与0.25g之间)置于小袋中并称重，并将该小袋置于回流的四氢呋喃(THF)中悬浮20小时。从THF中取出小袋和任何残余物并且干燥至恒重。基于小袋中剩余材料的重量计算聚合物的凝胶含量。对于所测试的各种配方，凝胶含量表征结果汇总于表3和表4中。
FTIR表征：
使用配备有智能iTR金刚石衰减全反射(ATR)附件的傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 6700FT-IR光谱仪，Thermo Scientific,Madison,WI)获得含脲二酮的聚合物材料样本和固化的两部分组合物(例如，涂料/粘合剂)的红外(IR)光谱。对于除了用叔丁醇制得的含脲二酮的聚合物材料(EX-1E)以外的所有含脲二酮的聚合物材料，红外光谱中不存在2260cm-1处的异氰酸酯峰，表明异氰酸酯已经在聚合物材料制备期间与醇完全反应。对于所有聚合物材料，观察到了1760cm-1处的强脲二酮信号。对于所有固化的两部分组合物，1760cm-1处的脲二酮信号几乎消失，表明在两部分组合物的固化过程中脲二酮基团发生反应。
含脲二酮的聚合物材料的布氏粘度测量：
使用LV4锭子在约24℃下，用LVDVII+型号的粘度计(Brookfield Eng Labs Inc.,Stoughton,MA)测量含脲二酮的聚合物材料的粘度。以0.6转/分钟(RPM)测量粘度低于6000泊(P)的样本，并且以0.3转/分钟测量粘度高于6000P的样本。对于锭子而言太硬而无法穿透材料的样本被列为固体，而被锭子穿透但太硬而无法测量的样本列出为粘度大于11,000P。
DN3400的NMR分析：
将DN3400溶于氘代二甲基亚砜(DMSO)溶剂中。用500MHz NMR获得1H质子谱，该500MHz NMR是使用低顶锥角(15度)和4秒的弛豫延迟时间(配备有宽带冷冻探针的AVANCEIII 500MHz光谱仪，来自Bruker,Billerica,MA)获取的。所得光谱具有5个主要信号。1.31百万分率(ppm)和1.55ppm处的信号分别归因于HDI衍生物的3位和4位以及2位和5位处的亚甲基基团。3.17ppm处的信号归因于邻近脲二酮基团的亚甲基质子。3.34ppm处的信号归因于邻近异氰酸酯基团的亚甲基质子。3.74ppm处的信号归因于邻近异氰脲酸酯基团的亚甲基质子。这三个亚甲基信号的积分分别为1.35、1.79和0.49。DN3400的公布值为193克/当量的异氰酸酯当量重量和22重量％(wt％)的异氰酸酯。在3.17ppm处的信号的积分与在3.34ppm处的信号的积分的比率为0.75，这对应于16wt％的脲二酮。在3.74ppm处的信号的积分与在3.34ppm处的信号的积分的比率为0.27，这对应于3wt％的异氰脲酸酯。DN3400的官能度公布为2.5(在来自Bayer Materials Science的“Raw Materials for AutomotiveRefinish Systems”中)，因此DN3400中分子的平均分子量为193克/当量×2.5当量/摩尔＝482克/mol。对于每2.5个亚甲基基团与异氰酸酯相邻，有0.75*2.5＝1.875个亚甲基基团与脲二酮相邻。每个脲二酮基团附近有两个亚甲基基团，因此每分子DN3400有约1.875/2＝0.94个脲二酮基团。类似地，对于每2.5个亚甲基基团与异氰酸酯相邻，有0.27*2.5＝0.68个亚甲基基团与异氰脲酸酯相邻。每个异氰脲酸酯基团附近有三个亚甲基基团，因此每分子DN3400有约0.68/3＝0.23个异氰脲酸酯基团。
含脲二酮的聚合材料中脲二酮、异氰脲酸酯和氨基甲酸酯官能度的计算：
一个修正的卡罗瑟斯方程将聚合度(DP)与逐步生长聚合中的平均官能度(fav)和转化率(p)相关联[Carothers,Wallace(1936).“Polymers and Polyfunctionality”.Transaction of the Faraday Society.32:39–49]。
DP＝2/(2-pfav)
该等式可用于计算每种含脲二酮的聚合物材料的平均聚合度。基于聚合度，聚合物材料中的脲二酮基团的平均数量(fUD)可通过下式计算：
f(UD)＝DP×(DN3400分子)*(每DN3400分子的脲二酮基团)/(总分子)
其中“DN3400分子”和“总分子”的值对应于用于制备聚合物材料的分子的相应摩尔数，并且“每DN3400分子的脲二酮基团”的值为0.94，如基于NMR数据(上文)所计算的。我们在下文中示出，当用三胺固化时，平均脲二酮官能度为约1.5的聚合物材料产生相当好的特性。
相似地，含脲二酮的聚合物材料中的异氰脲酸酯基团的平均数量(fICRT)可通过下式计算：
f(ICRT)＝DP×(DN3400分子)*(每DN3400分子的异氰脲酸酯基团)/(总分子)
其中“每DN3400分子的异氰脲酸酯基团”的值为0.23，如基于NMR数据(上文)所计算的。
含脲二酮的聚合物材料中氨基甲酸酯基团的平均数量(fCBT)可类似地通过下式计算：
f(CBT)＝DP×(DN3400分子)*(每DN3400分子的氨基甲酸酯基团)/(总分子)
其中“每DN3400分子的氨基甲酸酯基团”的值为2.5，这是DN3400的指定异氰酸酯官能度。
实施例1A至1Q(EX-1A至EX-1Q)和比较例1R至1T(CE-1R至CE-1T)—一般聚合物材 料制备：
将新癸酸铋(0.15克(g))、DN3400(55.4克，以商品名DESMODUR N 3400从Covestro,Leverkusen,Germany获得的基于HDI的含脲二酮的材料)、二醇和单官能醇加入玻璃广口瓶中。加入的来自二醇和醇的羟基官能团的量对应于表2中列出的当量值(相对于异氰酸酯的当量)。将混合物以700RPM磁力搅拌。最初混合物浑浊，并且在约一分钟后，该混合物变得澄清并且略微温暖。然后混合物继续明显地放热。继续搅拌共5分钟，然后使聚合物材料冷却至室温。
计算出的每种配方的脲二酮官能度和粘度汇总于表2中。
实施例2至34、36至37(EX-2至EX-34、EX-36至EX-37)和比较例35、38至40(CE-35、 CE-38至CE-40)—胺固化的聚合物材料配方：
根据表3、表4和表5中汇总的配方，在胺固化剂的存在下固化制备的聚合物材料。将含脲二酮的聚合物材料和胺固化剂各自加入到塑料杯中，并且使用手动混合与木质施用棒的组合且使用速度混合器(DAC150 FV，来自Flack-tek,Landrun,SC)混合45秒至90秒。然后根据上述搭接剪切测试方法，测试混合物的搭接剪切。对于测试的各种配方，搭接剪切测试结果汇总于表3、表4和表5中。
比较例41(CE-41)—用三亚乙基四胺固化的配方：
将含脲二酮的聚合物材料EX-1N(4.64g)与三亚乙基四胺(0.35g)和DBA100(0.02g，以商品名DABCO BA100从Air Products,Allentown,PA获得的聚合酸封闭剂)混合。将它们混合45秒，然后施加到铝试样块(25mm×102mm×1.6mm)上。此时，该配方的粘度增加并且胶凝，使得该配方不能流到铝表面上形成薄的粘合剂层。因此，不可能制备出该配方的样本以测试搭接剪切。
Figure BDA0002399482950000551
Figure BDA0002399482950000561
表3.使用不同含脲二酮的聚合物材料的粘合性能
Figure BDA0002399482950000571
表4.使用不同的固化剂的粘合性能
Figure BDA0002399482950000581
表5.使用不同的固化剂的粘合性能
Figure BDA0002399482950000582
在未脱离本公开的实质和范围的情况下，本领域普通技术人员可以实践本公开的其它修改和变型，本公开的实质和范围在附随的权利要求书中更具体地示出。应当理解，各种实施方案的方面可整体地或部分地与各种实施方案的其它方面互换或结合。以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利或专利申请全文以一致的方式通过引用并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (21)

1.一种聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，所述可聚合组合物包含：
a.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
b.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇；以及
c.第二含羟基化合物，所述第二含羟基化合物具有多于一个OH基团，其中所述第二含羟基化合物为二醇，并且所述反应产物包含相对于异氰酸酯当量的0.2至0.5的二醇当量，包括端值在内；
其中所述聚合物材料包含的固含量为90％或更大。
2.根据权利要求1所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物是烷基醇、聚酯醇或聚醚醇。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物是烷亚基多元醇、聚酯多元醇、或聚醚多元醇。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的聚合物材料，其中所述含脲二酮的材料包含式I的化合物：
Figure FDA0002399482940000011
其中R1独立地选自C4至C14的烷亚基、芳亚基和烷芳亚基。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物具有式II：
R2-OH II
其中R2选自R3、R4、以及C1至C50烷基；
其中R3具有式III：
Figure FDA0002399482940000021
其中m＝1至20，R5是烷基，并且R6是烷亚基；
其中R4具有式IV：
Figure FDA0002399482940000022
其中n＝1至20，R7是烷基，并且R8是烷亚基。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第二含羟基化合物具有式V：
HO-R9-OH V
其中R9选自R10、烷亚基和被OH基团取代的烷亚基，其中R10具有式VI或式VII：
Figure FDA0002399482940000023
其中R11、R12、R13、R14和R15中的每个独立地选自烷亚基，其中v和y中的每个独立地选自1至40，并且其中x选自0至40。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的聚合物材料，所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的聚合物材料，其中所述聚合物材料基本上不含异氰酸酯。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的聚合物材料，其中所述二异氰酸酯包括六甲亚基二异氰酸酯。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的聚合物材料，其中所述聚合物材料在每分子所述聚合物材料中包含平均1.3个或更少个异氰脲酸酯单元。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的聚合物材料，使用布氏粘度计测定，所述聚合物材料具有10泊(P)至10,000P的动态粘度，包括端值在内。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的聚合物材料，其中所述第一含羟基化合物和所述第二含羟基化合物的OH当量之和等于或大于所述聚合物材料的所述异氰酸酯当量。
13.一种两部分组合物，所述两部分组合物包含：
a.第一部分，所述第一部分包含聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，所述可聚合组合物包含：
i.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
ii.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇；以及
iii.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内，并且其中所述聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
b.第二部分，所述第二部分包含至少一种胺，所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺。
14.根据权利要求13所述的两部分组合物，其中所述至少一种胺包含的分子量为2,000克/摩尔或更小。
15.一种根据权利要求13或权利要求14所述的两部分组合物的聚合产物。
16.根据权利要求15所述的聚合产物，其中所述聚合产物涂覆基材的至少一部分。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的聚合产物，其中所述聚合产物设置在两个基材之间。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的聚合产物，其中至少一个基材包含湿气不可透材料。
19.一种将两个基材粘附在一起的方法，所述方法包括：
a.获得两部分组合物，所述两部分组合物包含：
i.第一部分，所述第一部分包含聚合物材料，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，所述可聚合组合物包含：
1.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
2.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇；以及
3.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内，并且其中所述聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
ii.第二部分，所述第二部分包含至少一种胺，所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺；
b.将所述第一部分的至少一部分与所述第二部分的至少一部分混合以形成混合物；
c.将所述混合物的至少一部分设置在第一基材的第一主表面上；以及
d.使第二基材的第一主表面与设置在所述第一基材上的所述混合物接触。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述粘合剂在铝上表现出0.3兆帕(MPa)的最小搭接剪切。
21.一种制备两部分组合物的方法，所述方法包括：
a.通过形成聚合物材料来提供第一部分，所述聚合物材料包含可聚合组合物的反应产物，所述可聚合组合物包含：
i.包含二异氰酸酯与其自身反应的反应产物的含脲二酮的材料；
ii.具有单个OH基团的第一含羟基化合物，其中所述第一含羟基化合物为伯醇或仲醇；以及
iii.具有多于一个OH基团的第二含羟基化合物；
其中所述聚合物材料在所述聚合物材料的主链中包含平均1.3个至2.5个脲二酮官能团，包括端值在内，并且其中所述聚合物材料包含的固含量为90％或更大；以及
b.提供第二部分，所述第二部分包含至少一种胺，所述至少一种胺的平均胺官能度为2.0或更大，其中每种胺为伯胺或仲胺。
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