CN112912414B - 热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物 - Google Patents
热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112912414B CN112912414B CN201980070033.4A CN201980070033A CN112912414B CN 112912414 B CN112912414 B CN 112912414B CN 201980070033 A CN201980070033 A CN 201980070033A CN 112912414 B CN112912414 B CN 112912414B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- groups
- polyether
- hydroxyl groups
- range
- blocked hydroxyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J175/04—Polyurethanes
- C09J175/08—Polyurethanes from polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4825—Polyethers containing two hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/08—Processes
- C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
- C08G18/302—Water
- C08G18/307—Atmospheric humidity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4829—Polyethers containing at least three hydroxy groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
- C08G18/40—High-molecular-weight compounds
- C08G18/48—Polyethers
- C08G18/4833—Polyethers containing oxyethylene units
- C08G18/4837—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units
- C08G18/4841—Polyethers containing oxyethylene units and other oxyalkylene units containing oxyethylene end groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/71—Monoisocyanates or monoisothiocyanates
- C08G18/715—Monoisocyanates or monoisothiocyanates containing sulfur in addition to isothiocyanate sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
- C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
- C08G18/70—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
- C08G18/72—Polyisocyanates or polyisothiocyanates
- C08G18/74—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
- C08G18/76—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic
- C08G18/7657—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings
- C08G18/7664—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups
- C08G18/7671—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic aromatic containing two or more aromatic rings containing alkylene polyphenyl groups containing only one alkylene bisphenyl group
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
本发明涉及至少一种热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物,所述弹性体组合物包含具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂。通过根据本发明的粘合连接物可以使热塑性塑料(例如特别是聚碳酸酯或聚苯乙烯)与弹性体组合物基本上无应力开裂且可靠和持久地连接。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物。
背景技术
越来越多的塑料被用在建筑和工业制造的现代构造方法中,塑料取代了例如玻璃或金属的传统材料。塑料的优点特别在于低比重、绝缘效果、易于成型或低成本。然而,塑料的使用也带来了挑战,特别是在用其进行的制造方法例如粘合或涂布方面。例如,许多常用的热塑性塑料,例如特别是聚碳酸酯或聚苯乙烯,对应力开裂(龟裂)敏感。应力裂纹的产生原因是从外部渗入塑料的物质(其削弱了塑料)和由制备造成的以固有应力形式存在于塑料中以及通过制造方法而从外部作用于塑料的拉伸应力的组合。如果由这种塑料制成的基材例如通过市面常见的弹性粘合剂(例如基于聚氨酯或硅烷改性的聚合物的)进行粘合并且因此通过由经固化粘合剂形成的弹性体组合物进行接合,则应力开裂通常比较严重,从而导致塑料变形或断裂和/或导致与弹性体组合物丧失粘附性,因此导致粘合失败。应力开裂多数由溶剂或增塑剂引发,溶剂或增塑剂通常包含在粘合剂或弹性体组合物中以调节粘度和弹性。由于溶剂或增塑剂不会化学结合至聚合物基质中,它们会通过扩散从弹性体组合物中渗透(迁移)到塑料中并削弱塑料。尽管可以通过合适的预处理(例如借助于底漆)保护塑料表面免于与扩散物质接触;但由于预处理施涂的宽度和层厚度不足或者由于预处理并非对于所有类型的扩散物质而言都是完全不可渗透的,因此通常无法实现可靠的保护以免受应力开裂。
发明概述
因此,本发明的目的是提供热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物,所述粘合连接物克服了现有技术在应力开裂方面的缺点。
通过如上下文所述的粘合连接物实现所述目的。利用根据本发明的粘合连接物,可以成功地使热塑性塑料(例如特别是聚碳酸酯或聚苯乙烯)基本上没有应力开裂地、可靠且持久地与弹性体组合物连接,特别是即使塑料表面不完美或没有预处理的情况下。这是非常令人惊讶的,因为弹性体组合物中包含的作为增塑剂的具有封闭羟基的聚醚为稀液状并且产生强弹性作用,这原本预期会造成更多的应力开裂。在根据本发明的粘合连接物中,即使在外部应力和温度负载下也几乎不产生应力裂纹,而具有常规弹性体组合物(所述常规弹性体组合物包含市售增塑剂例如特别是邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、二异壬基-1,2-环己烷二羧酸酯(DINCH)、己二酸二辛酯或二(2-乙基己基)己二酸酯(DOA)、乙酰三丁基柠檬酸酯(ATBC)或脂族脂肪酸酯)的粘合连接物在短时间之后就形成了许多应力裂纹,这些应力裂纹随着时间可能明显加深,使得最终由于粘附断裂或基材断裂而导致粘合失败。
发明详述
本发明的主题是(i)至少一种热塑性塑料和(ii)弹性体组合物之间的粘合连接物,所述弹性体组合物包含至少一种具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂。
“弹性体组合物”表示可弹性变形的含塑料的材料。
“可固化组合物”表示包含可聚合大分子的组合物,所述大分子可通过其反应性基团的交联反应而固化形成弹性体组合物。
“聚醚”表示主要由亚烷基氧重复单元组成的分子或一组低聚和/或聚合的分子。
“封闭羟基”表示通过化学反应转变成对异氰酸酯基团不具有反应性的基团的羟基。
“增塑剂”表示不以化学方式嵌入聚合物但对聚合物产生增塑作用的难挥发性物质。
“硅烷基团”表示结合至有机基团并且在硅原子上具有一个至三个,特别是两个或三个可水解烷氧基的甲硅烷基。
“硅烷”不仅表示每个硅烷基团上带有一个至三个有机取代基的有机烷氧基硅烷,而且表示四烷氧基硅烷。有机基团上除了硅烷基团之外还带有一个或多个羟基、异氰酸基、氨基或巯基的硅烷被称为“羟基硅烷”、“异氰酸基硅烷”、“氨基硅烷”或“巯基硅烷”。
以“聚/多”为首的物质名称,如多胺、多元醇或多异氰酸酯,表示形式上每分子包含两个或多个在其名称中出现的官能团的物质。
“分子量”表示分子或分子基团的摩尔质量(单位为克/摩尔)。“平均分子量”表示低聚或聚合的分子或分子基团的多分散混合物的数均分子量(Mn)。通常通过凝胶渗透色谱(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定平均分子量。
“储存稳定的”或“可储存的”表示可固化组合物可以在室温下在合适的容器中保存较长时间,通常至少3个月至6个月和更久,而其应用性能或使用性能在储存过程中不会以与其使用相关的程度变化。
“室温”表示23℃的温度。
热塑性塑料特别是所谓的应力开裂塑料,即在由拉伸应力和渗透性物质产生的负载下倾向于形成应力裂纹的塑料。所述过程也被称为环境应力开裂(environmentalstress Cracking,ESC)。
热塑性塑料优选选自聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯腈(SAN)。
热塑性塑料特别是聚碳酸酯或聚苯乙烯。这些塑料对应力裂纹的形成特别敏感。
最优选的是聚碳酸酯,特别是基于双酚A的聚碳酸酯。这种塑料透明,相对较硬,抗冲击并且不易划伤。其通常用作玻璃的替代物,并且对可以粘合或涂布这种塑料的弹性体组合物的需求也相应较高。
市售聚碳酸酯特别以商标名(来自Covestro AG)或/>(来自SABIC)获得。
具有封闭羟基的聚醚基本上不含未封闭羟基。此处的“基本上不含”表示存在的95%,优选99%,特别是99.9%,最优选100%的羟基受封闭。
具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂包含在弹性体组合物中。因此,其优选不含与水分或与组合物中存在的成分进行交联反应的反应性基团。其特别不含异氰酸酯基团和硅烷基团。
具有封闭羟基的聚醚在室温下特别是液体。
优选地,具有封闭羟基的聚醚在20℃下的粘度在30至5000mPa·s,更优选40至2000mPa·s,特别优选50至1000mPa·s,特别是50至500mPa·s的范围内。此处的粘度是使用锥板式粘度计测定的,锥直径为25mm,锥角为1°,锥尖至板的距离为0.05mm,剪切速度为10s-1。这种聚醚易于处理并且能够实现非常柔软的弹性体组合物。
封闭羟基优选选自酯基、乙酰酯基、碳酸酯基和氨基甲酸酯基。
氨基甲酸酯基还包括磺酰氨基甲酸酯基。
这些酯基、乙酰酯基、碳酸酯基或氨基甲酸酯基优选具有1至15个碳原子。
特别优选的是酯基或氨基甲酸酯基。羟基特别容易转化成这些基团。
非常特别优选的是酯基,特别是具有1至8个碳原子的酯基。
最优选的是乙酸酯基。具有乙酸酯基形式的封闭羟基的聚醚具有特别低的粘度,非常特别容易获得并且特别廉价。
还优选的是氨基甲酸酯基,特别是苯基氨基甲酸酯基或对甲苯磺酰基氨基甲酸酯基。具有这种封闭羟基的聚醚具有可操作的粘度并且特别容易制备。
优选作为乙酰酯基的是乙酰乙酸酯基。
优选作为碳酸酯基的是甲基碳酸酯基。
它们具有低粘度并且可以从廉价的原料获得。
优选地,具有封闭羟基的聚醚具有1,2-亚乙基氧、1,2-亚丙基氧、1,3-亚丙基氧、1,2-亚丁基氧或1,4-亚丁基氧,特别是1,2-亚丙基氧作为重复单元。
优选地,70至100重量%、特别是80至100重量%的重复单元由1,2-亚丙基氧基团组成,而0至30重量%、特别是0至20重量%的重复单元由1,2-亚乙基氧基团组成。
特别优选地,重复单元100%由1,2-亚丙基氧基团组成。
这样的聚醚容易获得并且疏水,因此特别适合作为具有低吸水率和良好耐久性的弹性体组合物的成分。
优选地,具有封闭羟基的聚醚具有在600至12500g/mol,更优选700至8500g/mol,特别优选800至4500g/mol,特别是800至2500g/mol范围内的平均分子量Mn,所述平均分子量Mn是通过凝胶渗透色谱法(GPC)相对于聚苯乙烯标样确定的,使用四氢呋喃作为流动相以及折射率检测器,并且从200g/mol开始评价。
这种具有封闭羟基的聚醚具有易于处理的粘度,并且在弹性体组合物中既不造成排放也不造成气味。
在一个优选的实施方案中,具有封闭羟基的聚醚的平均分子量Mn在700至2500g/mol,优选800至2500g/mol的范围内。这样的聚醚具有特别低的粘度并且特别容易处理,并且在粘合连接物中在应力裂纹的倾向方面具有良好性能。
在另一个优选的实施方案中,具有封闭羟基的聚醚的平均分子量Mn在2500至12500g/mol,特别是4000至8500g/mol的范围内。这样的聚醚具有可处理的粘度,并且能够实现即使对于特别敏感的热塑性塑料也不会出现应力裂纹的粘合连接物。
优选地,具有封闭羟基的聚醚源自至少一种选自以下的羟基官能的聚醚:
-OH值在25至90mg KOH/g,优选50至80mg KOH/g范围内的始于醇、特别是始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇,
-OH值在9至155mg KOH/g,优选14至125mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇,
-始于三羟甲基丙烷或特别是始于甘油的、任选环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇,其平均OH官能度在2.2至3的范围内且OH值在20至230mg KOH/g、优选20至165mg KOH/g的范围内,和
-始于糖醇的聚氧亚丙基多元醇,其平均OH官能度在3至6的范围内,特别是以苏糖醇、赤藓糖醇、木糖醇、甘露醇或山梨糖醇作为起始分子。这样的具有封闭羟基的聚醚以SPX-80(来自Sanyo Chem.Ind.)市售获得。
在本发明的一个实施方案中,具有封闭羟基的聚醚特别源自OH值在25至90mgKOH/g、优选50至80mg KOH/g范围内的始于醇、特别是始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇,或OH值在45至125mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇。它们特别廉价且具有低粘度。
在本发明的另一个实施方案中,具有封闭羟基的聚醚特别源自OH值在14至45mgKOH/g、特别是14至28mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇,或OH值在20至56mg KOH/g范围内的始于三羟甲基丙烷或特别是始于甘油的、任选环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇。这样的聚醚能够实现即使对于特别敏感的热塑性塑料也不会出现应力裂纹的粘合连接物。
特别优选地,具有封闭羟基的聚醚源自OH值在14至125mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇。它们特别廉价。
具有封闭羟基的聚醚特别通过至少一种羟基官能的聚醚与至少一种合适的羟基封闭剂的反应而获得。
对于该反应,封闭剂相对于羟基至少以化学计量使用,使得羟基基本上被完全封闭,因此获得的聚醚基本上没有羟基。为了封闭,可以使用对于各个反应性基团常见的方法,任选额外使用催化剂或溶剂。如果封闭反应中产生分裂产物,则通过合适的方法、特别是通过蒸馏将其从反应混合物中除去。
适合作为封闭剂的是与羟基发生加成反应或取代反应的亲核化合物。
特别合适的是羧酸、碳酰氯、羧酸酯或羧酸酐、双烯酮、2,2,5-三甲基-4H-1,3-二噁英-4-酮、乙酰乙酸烷基酯、碳酸二烷基酯、单异氰酸酯、(甲基)丙烯酰胺、亚甲基丙二酸酯或氰基丙烯酸酯。
优选的是羧酸、碳酰氯、羧酸酯或羧酸酐,其中封闭羟基以酯基形式产生。其中优选的是羧酸酐或羧酸酯,特别是乙酸酐。
在乙酸酐作为封闭剂的情况下,反应释放出乙酸,其中产生乙酸酯基形式的封闭羟基。
在乙酸异丙烯酯作为封闭剂的情况下,反应释放出丙酮,其中同样产生乙酸酯基形式的封闭羟基。
还优选双烯酮、2,2,5-三甲基-4H-1,3-二噁英-4-酮或位阻乙酰乙酸烷基酯,例如特别是乙酰乙酸叔丁酯,其中产生乙酰酯基形式的封闭羟基。
还优选碳酸二烷基酯,特别是碳酸二甲酯,其中产生碳酸酯基、特别是碳酸甲酯基形式的封闭羟基。
还优选单异氰酸酯,其中产生氨基甲酸酯基形式的封闭羟基。优选苯基异氰酸酯或对甲苯磺酰基异氰酸酯。
适合作为羟基官能的聚醚的特别是平均OH官能度在1至6的范围内且平均分子量Mn在500至12500g/mol、更优选600至8500g/mol、特别优选700至4500g/mol、特别是700至2500g/mol的那些。
优选的是OH值在25至90mg KOH/g、优选50至80mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基一元醇,特别是始于醇的聚氧亚丙基一元醇,特别是始于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、2-乙基己醇、月桂醇、肉豆蔻醇、棕榈醇、烯丙醇、环己醇、苯甲醇或苯酚。其中优选的是始于烷基醇的聚氧亚丙基一元醇,特别是始于甲醇、乙醇或正丁醇的。特别优选的是平均分子量Mn在650至2000g/mol、特别是700至1500g/mol范围内的始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇。始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇可市售获得,例如以100-20B、/>100-40B或/>100-85B(全部来自DowDuPont Inc.)获得。
还优选的是OH值在9至155mg KOH/g,优选14至125mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基-二元醇。
还优选的是始于三羟甲基丙烷或特别是始于甘油的、任选环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇,其平均OH官能度在2.2至3的范围内且OH值在20至230mg KOH/g、优选20至165mg KOH/g的范围内。
还优选的是平均OH官能度至少为3,特别是在3至6范围内的始于糖醇的聚氧亚丙基多元醇,特别是以苏糖醇、赤藓糖醇、木糖醇、甘露醇或山梨糖醇作为起始分子的。
弹性体组合物优选包含至少一种经固化的聚氨酯聚合物或经固化的硅烷改性聚合物。
弹性体组合物可以包含其它物质,特别是以下添加剂:
-填料,特别是任选涂布有脂肪酸、特别是硬脂酸酯的研磨或沉淀碳酸钙,重晶石(Schwerspate),石英粉,石英砂,白云石,硅灰石,高岭土,煅烧高岭土,层状硅酸盐例如云母或滑石,沸石,氢氧化铝,氢氧化镁,二氧化硅(包括来自热解过程的高分散性二氧化硅),工业制得的炭黑,石墨,金属粉末例如铝、铜、铁、银或钢,PVC-粉末或空心球;
-无机或有机颜料,特别是二氧化钛、氧化铬或氧化铁;
-其它增塑剂,特别是羧酸酯例如邻苯二甲酸酯,特别是邻苯二甲酸二异壬酯(DINP),邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)或二(2-丙基庚基)邻苯二甲酸酯(DPHP),氢化邻苯二甲酸酯或1,2-环己烷二羧酸酯,特别是氢化的邻苯二甲酸二异壬酯或二异壬基-1,2-环己烷二羧酸酯(DINCH),对苯二甲酸酯,特别是双(2-乙基己基)对苯二甲酸酯(DOTP)或对苯二甲酸二异壬酯(DINT),氢化对苯二甲酸酯或1,4-环己烷二羧酸酯,特别是氢化双(2-乙基己基)对苯二甲酸酯或双(2-乙基己基)-1,4-环己烷二羧酸酯或氢化对苯二甲酸二异壬酯或二异壬基-1,4-环己烷二羧酸酯,间苯二甲酸酯,偏苯三酸酯,己二酸酯,特别是己二酸二辛酯,壬二酸酯,癸二酸酯,苯甲酸酯,乙二醇酯,乙二醇酯,有机磷酸酯或磺酸酯,聚丁烯,聚异丁烯或源自天然脂肪或油的增塑剂,特别是环氧化大豆油或亚麻籽油,特别优选邻苯二甲酸二异壬酯,邻苯二甲酸二异癸酯或二异壬基-1,2-环己烷二羧酸酯;
-纤维,特别是玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、塑料纤维,例如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维,或天然纤维,例如羊毛、纤维素、大麻或剑麻;
-纳米填料例如石墨烯或碳纳米管;
-染料;
-天然树脂,脂肪或油;
-非反应性聚合物,特别是不饱和单体的均聚物或共聚物,所述不饱和单体特别选自乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、异戊二烯、乙酸乙烯酯或(甲基)丙烯酸烷基酯,特别是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚异丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯-共聚物(EVA)或无规立构聚-α-烯烃(APAO);
-阻燃物质,特别是上文所述的填料氢氧化铝或氢氧化镁,以及特别是有机磷酸酯,例如特别是三乙基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、三苯基磷酸酯、二苯基甲苯基磷酸酯、异癸基二苯基磷酸酯、三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(2-乙基己基)磷酸酯、三(氯异丙基)磷酸酯、三(氯丙基)磷酸酯、异丙基化三苯基磷酸酯、不同异丙基化程度的单、双或三(异丙基苯基)磷酸酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、双酚-A-双(二苯基磷酸酯)或聚磷酸铵;或
-添加剂,特别是湿润剂,流平剂,消泡剂,脱气剂,抵抗氧化、热、光或紫外辐射的稳定剂或杀生物剂;
弹性体组合物优选包含5至40重量%,特别是5至30重量%的具有封闭羟基的聚醚。
特别优选的弹性体组合物包含
-20至80重量%,特别是25至70重量%的经固化的聚合物,
-10至60重量%,特别是20至60重量%的填料,和
-5至40重量%,特别是5至30重量%的具有封闭羟基的聚醚。
所述弹性体组合物优选具有至少1Mpa、特别是至少1.5MPa的拉伸强度和至少50%、特别是至少100%的断裂伸长率,所述拉伸强度和断裂伸长率在23℃下在厚度为2mm、长度为75mm、杆长度为30mm且杆宽度为4mm的哑铃形试样上根据DIN EN 53504确定。
根据本发明的粘合连接物中的弹性体组合物的层厚度优选在0.5至50mm,优选1至30mm的范围内。
根据本发明的粘合连接物优选通过包括以下步骤的方法获得:
(a)提供至少一种热塑性塑料基材,
(b)提供可固化组合物,所述可固化组合物包含至少一种具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂,
(c)将所述可固化组合物施加至所述塑料基材上,
(d)固化所述可固化组合物以获得弹性体组合物。
可固化组合物特别是粘合剂、密封剂或涂料。其优选是粘合剂。
所述方法优选在环境温度下进行,特别是在约-10至50℃,优选-5至45℃,特别是0至40℃范围内的温度。
步骤(a)优选包括清洁塑料基材,其中特别是借助于不侵蚀塑料基材的清洁剂除去灰尘和可能存在的污物。
步骤(a)任选还包括用活化剂和/或底漆对塑料基材进行预处理。将其以薄层形式施涂至塑料基材上,然后通风。由此蒸发掉活化剂和/或底漆中包含的溶剂,留下经过预处理的塑料基材。活化剂和/或底漆优选不包含侵蚀塑料基材的成分。
在多组分可固化组合物的情况下,步骤(b)包括混合组分以得到宏观上均匀的糊剂或液体。
步骤(d)通常包括在环境温度下一小时至一周范围内的等待时间。在湿固化组合物的情况下,所施加的组合物与空气水分接触。如果需要,可以将粘合连接物加热至例如20至120℃范围内的温度。
在步骤(d)的过程中,经固化组合物与塑料基材建立粘附,并且在进行步骤(d)之后只有通过一定的力消耗,优选只有通过破坏所形成的弹性体组合物才能从塑料基材上分离。
用于制备根据本发明的粘合连接物的可固化组合物优选具有异氰酸酯基团和/或硅烷基团,特别是异氰酸酯基团。
可固化组合物优选包含至少一种含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物。这种组合物通过空气水分或通过混入通常包含多元醇、胺、潜在固化剂或水或其组合的组分而固化成弹性体组合物。
含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物优选在室温下为液体。
可固化组合物优选为单组分组合物或双组分组合物。
“单组分”表示这样的组合物:组合物的所有成分存在于相同容器中,本身储存稳定并且可用水分固化。
“双组分”表示这样的组合物:组合物的成分存在于两个不同的组分中,所述两个不同的组分储存在彼此分离的容器中并且在紧接着施加组合物之前或者在施加组合物的过程中才彼此混合。
可固化组合物特别优选包含至少一种含异氰酸酯基团的聚合物。
合适的含异氰酸酯基团的聚合物特别通过至少一种多元醇与超化学计量的量的至少一种二异氰酸酯的反应获得。所述反应优选在排除水分的情况下在20至160℃、特别是40至140℃范围内的温度下任选在合适催化剂的存在下进行。任选地,所述聚合物可以在并用增塑剂或溶剂的情况下制得,其中所使用的增塑剂或溶剂不包含对异氰酸酯有反应性的基团。
为了用在双组分组合物中,优选选择过量的多异氰酸酯,使得在所有羟基反应之后含异氰酸酯基团的聚合物中残留1至30重量%,优选1.5至25重量%,特别优选2至20重量%范围内的异氰酸酯基团含量,以整个聚合物计。
这种含异氰酸酯基团的聚合物优选具有350至6000g/mol范围内的平均分子量Mn。
为了用在单组分组合物中,NCO/OH-比例优选在1.3/1至10/1的范围内。可以除去OH基团反应之后留在反应混合物中的单体二异氰酸酯,特别是通过蒸馏除去。
如果通过蒸馏除去过量的单体二异氰酸酯,则反应中的NCO/OH-比例优选在4/1至7/1的范围内,并且所获得的含异氰酸酯基团的聚合物在蒸馏之后优选包含至多0.5重量%,特别优选至多0.3重量%的单体二异氰酸酯。在此,单体二异氰酸酯特别通过短程真空蒸馏除去。
如果不从聚合物中除去过量的单体二异氰酸酯,则反应中的NCO/OH-比例优选在1.3/1至2.5/1的范围内。
所获得的聚合物的异氰酸酯基团含量优选在0.5至10重量%,特别是1至5重量%,特别优选1至3重量%的范围内,且平均分子量Mn在1500至20000g/mol,特别是2000至15000g/mol的范围内。
优选的是脂族、脂环族或芳族二异氰酸酯,特别是1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI),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-2,4'-和/或-4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(H12MDI),4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(任选具有一定含量的2,4'-和/或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)),或2,4-甲苯二异氰酸酯或其与2,6-甲苯二异氰酸酯(TDI)的混合物。
特别优选的是HDI、IPDI、MDI或TDI或其混合物。
合适的多元醇为市售多元醇或其混合物,特别是
-聚醚多元醇,特别是聚氧亚烷基二元醇和/或聚氧亚烷基三元醇,特别是环氧乙烷或1,2-环氧丙烷或1,2-或2,3-环氧丁烷或氧杂环丁烷或四氢呋喃或其混合物的聚合产物,其中其可以借助于具有两个或三个活性氢原子的起始分子聚合,所述起始分子特别是例如水、氨或具有多个OH-基团或NH-基团的化合物,例如1,2-乙二醇、1,2-或1,3-丙二醇、新戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、异构的二丙二醇或三丙二醇、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-或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、甘油或苯胺,或上述化合物的混合物。同样合适的是具有分散在其中的聚合物颗粒的聚醚多元醇,特别是具有苯乙烯-丙烯腈-颗粒(SAN)或聚脲颗粒或聚亚肼基二甲酰胺颗粒(PHD)的那些。
优选的聚醚多元醇为聚氧亚丙基二元醇或聚氧亚丙基三元醇,或所谓的环氧乙烷封端的(EO-封端的或EO-末端的)聚氧亚丙基二元醇或三元醇。后者为聚氧亚乙基-聚氧亚丙基-混合多元醇,所述聚氧亚乙基-聚氧亚丙基-混合多元醇特别这样获得:在聚丙氧基化反应结束之后用环氧乙烷进一步烷氧基化聚氧亚丙基二元醇或三元醇,因此使其具有伯羟基。
优选的聚醚多元醇具有小于0.02mEq/g,特别是小于0.01mEq/g的不饱和度。
-聚酯多元醇(也被称为低聚酯醇),其根据已知方法(特别是羟基羧酸或内酯的缩聚或脂族和/或芳族多羧酸与二元醇或多元醇的缩聚)制得。优选的是得自二元醇(例如特别是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)与有机二羧酸或其酸酐或酯(例如特别是丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸或1,4-环己烷二羧酸或上述酸的混合物)的反应的聚酯二元醇,或由内酯(例如特别是ε-己内酯)形成的聚酯多元醇。特别优选的是得自己二酸或癸二酸或十二烷二羧酸与己二醇或新戊二醇的聚酯多元醇。
-聚碳酸酯多元醇,例如通过例如上述(为了合成聚酯多元醇所使用的)醇与碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯或光气反应获得的那些。
-带有至少两个羟基的嵌段共聚物,所述嵌段共聚物具有至少两个不同的具有上述类型的聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯结构的嵌段,特别是聚醚聚酯多元醇。
-聚丙烯酸酯多元醇和聚甲基丙烯酸酯多元醇。
-多羟基官能的脂肪或油,例如天然脂肪和油,特别是蓖麻油;或者通过天然脂肪和油的化学改性获得的(所谓的油脂化学的)多元醇,例如通过不饱和油的环氧化和之后的用羧酸或醇开环获得的环氧聚酯或环氧聚醚,或通过不饱和油的加氢甲酰化和氢化获得的多元醇;或由天然脂肪和油通过分解过程(例如醇解或臭氧分解)和所获得的分解产物或其衍生物的之后的化学键接(例如通过酯交换或二聚)获得的多元醇。天然脂肪和油的合适的分解产物特别是脂肪酸和脂肪醇以及脂肪酸酯,特别是甲基酯(FAME),所述甲基酯(FAME)可以例如通过加氢甲酰化和氢化衍生成羟基脂肪酸酯。
-聚烃多元醇,也被称为低聚烃醇,例如特别是多羟基官能的聚烯烃、聚异丁烯、聚异戊二烯;多羟基官能的乙烯-丙烯-共聚物、乙烯-丁烯-共聚物或乙烯-丙烯-二烯-共聚物,例如由Kraton Polymers公司制备的那些;多羟基官能的二烯(特别是1,3-丁二烯)聚合物,所述聚合物特别也可以通过阴离子聚合制备;多羟基官能的二烯(例如1,3-丁二烯或二烯混合物)和乙烯基单体(例如苯乙烯、丙烯腈、氯乙烯、乙酸乙烯酯、乙烯醇、异丁烯或异戊二烯)的共聚物,特别是多羟基官能的丙烯腈/丁二烯-共聚物,例如特别通过环氧化物或氨基醇和羧基封端的丙烯腈/丁二烯-共聚物(例如以名称CTBN或CTBNX或ETBN从Emerald Performance Materials市售获得)制备的那些;或氢化的多羟基官能的二烯聚合物或共聚物。
特别合适的还有所述多元醇的混合物。
优选的是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚(甲基)丙烯酸酯多元醇或聚丁二烯多元醇。
特别优选的是聚醚多元醇、聚酯多元醇(特别是脂族聚酯多元醇)或聚碳酸酯多元醇(特别是脂族聚碳酸酯多元醇)。
特别优选的是聚醚多元醇,特别是聚氧亚烷基多元醇。
最优选的是聚氧亚丙基二元醇或三元醇或环氧乙烷封端的聚氧亚丙基二元醇或三元醇。
优选的是平均分子量Mn在400至20000g/mol、优选1000至15000g/mol范围内的多元醇。
优选的是平均OH-官能度在1.6至3范围内的多元醇。
优选的是在室温下为液体的多元醇。
在制备含异氰酸酯基团的聚合物时还可以额外使用一定含量的双官能或多官能醇,特别是1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,3-戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、新戊二醇、二溴新戊二醇、1,2-己二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,3-或1,4-环己烷二甲醇、乙氧基化双酚A、丙氧基化双酚A、环己二醇、氢化双酚A、二聚脂肪酸醇、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,1,1-三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、糖醇例如特别是木糖醇、山梨醇或甘露醇,或糖例如特别是蔗糖,或上述醇或上述醇混合物的烷氧基化衍生物。
含异氰酸酯基团的聚合物优选具有1500至20000g/mol,特别是2000至15000g/mol范围内的平均分子量Mn。
除了含异氰酸酯基团的聚合物之外,所述组合物还可以包含至少一种低聚异氰酸酯或在室温下为液体形式的MDI。
合适的低聚异氰酸酯特别是HDI-缩二脲例如N 100或N 3200(来自Covestro AG)、/>HDB或HDB-LV(来自Venorex Holding SAS)或/>24A-100(来自Asahi Kasei Corp.);HDI-异氰脲酸酯,例如/>N 3300、N 3600或N 3790BA(均来自Covestro AG)、/>HDT、HDT-LV或HDT-LV2(来自VencorexHolding SAS)、/>TPA-100或THA-100(来自Asahi Kasei Corp.)或HX(来自Tosoh Corp.);HDI-脲二酮例如/>N 3400(来自Covestro AG);HDI-亚氨基噁二嗪二酮例如/>XP 2410(来自Covestro AG);HDI-脲基甲酸酯例如/>VP LS 2102(来自Covestro AG);IPDI-异氰脲酸酯,例如溶液形式的/>Z 4470(来自Covestro AG)或固体形式的/>T1890/100(来自Evonik Industries AG);TDI-低聚物例如/>IL(来自Covestro AG);或经混合的基于TDI/HDI的异氰脲酸酯,例如/>HL(来自Covestro AG)。
在室温下为液体形式的MDI表示通过部分化学改性(特别是碳二亚胺化或形成脲酮亚胺或与多元醇形成加合物)液化的4,4’-MDI,或通过混合有目的产生的或通过制备方法导致的4,4’-MDI与其它MDI-异构体(2,4’-MDI和/或2,2'-MDI)和/或MDI-低聚物和/或MDI-同系物(聚合MDI或PMDI)的混合物。
除了至少一种多异氰酸酯和/或含异氰酸酯基团的聚合物之外,可固化组合物还可以包含至少一种潜在固化剂,特别是烯胺、酮亚胺、醛亚胺或噁唑烷,特别优选醛亚胺或噁唑烷,最优选二醛亚胺或三醛亚胺。
在一个优选的实施方案中,可固化组合物是单组分聚氨酯组合物,并且除了具有封闭氨基的聚醚之外还包含至少一种含异氰酸酯基团的聚合物和任选至少一种潜在固化剂。
在另一个优选的实施方案中,可固化组合物是双组分聚氨酯组合物并且由包含至少一种多元醇的第一组分和包含至少一种多异氰酸酯和任选至少一种含异氰酸酯基团的聚合物的第二组分组成,其中具有封闭氨基的聚醚和任选至少一种潜在固化剂分别包含在两个组分之一中或者包含在两个组分中。适合作为多元醇的特别是上文用于制备含异氰酸酯基团的聚合物所述的多元醇。
在另一个优选的实施方案中,可固化组合物是硅烷改性的聚合物组合物(SMP)并且包含至少一种含硅烷基团的有机聚合物。
这样的可固化组合物优选是单组分的。
含硅烷基团的有机聚合物优选具有式的硅烷基团
其中
Ra表示具有1至5个碳原子的线性或支化的一价烃基,特别是甲基或乙基,
Rb表示具有1至8个碳原子的线性或支化的一价烃基,特别是甲基,并且
x表示0或1或2,优选0或1,特别是0。
在此,甲氧基硅烷基团的优点在于其特别具有反应性。乙氧基硅烷基团的优点在于其在毒理学上是有利的并且特别是储存稳定的。
特别优选的是三甲氧基硅烷基团、二甲氧基甲基硅烷基团或三乙氧基硅烷基团。
最优选的是三甲氧基硅烷基团或三乙氧基硅烷基团。
优选的含硅烷基团的有机聚合物是聚烯烃或聚酯或聚酰胺或聚(甲基)丙烯酸酯或聚醚或这些聚合物的混合形式。硅烷基团可以位于链的侧面或末端并且通过碳原子连接至有机聚合物。
特别优选地,含硅烷基团的有机聚合物是含硅烷基团的聚醚。
“含硅烷基团的聚醚”表示包含至少一个硅烷基团的有机聚合物,其聚合物链主要具有聚醚单元,特别是1,2-氧亚丙基单元。除了聚醚单元之外,还特别可以包含氨基甲酸酯基团、脲基团、硫代氨基甲酸酯基团、酯基团或酰胺基团。
含硅烷基团的聚醚优选包含至少50重量%,特别是至少70重量%,特别优选至少80重量%的1,2-氧亚丙基单元。
用于制备合适的含硅烷基团的聚醚的方法是本领域技术人员已知的。
在一个优选的方法中,含硅烷基团的聚醚由含烯丙基的聚醚与含氢硅烷的反应获得,其中任选使用例如二异氰酸酯进行链延长。
在另一个优选的方法中,含硅烷基团的聚醚由环氧烷和环氧硅烷的共聚获得,其中任选使用例如二异氰酸酯进行链延长。
在另一个优选的方法中,含硅烷基团的聚醚由聚醚多元醇与异氰酸基硅烷的反应获得,其中任选使用二异氰酸酯进行链延长。
在另一个优选的方法中,含硅烷基团的聚醚由含异氰酸酯基团的聚醚与氨基硅烷、羟基硅烷或巯基硅烷的反应获得。得自所述方法的含硅烷基团的聚醚是特别优选的。所述方法允许使用大量市售容易获得的廉价的起始材料,因此可以获得不同的聚合物性能,特别是高的可拉伸性、高强度、低弹性模量、低玻璃化转变点或高耐候性。
特别优选地,含硅烷基团的聚醚由含异氰酸酯基团的聚醚与氨基硅烷和/或羟基硅烷和/或巯基硅烷的反应获得。
合适的含异氰酸酯基团的聚醚特别由聚醚多元醇(特别是聚氧亚烷基二元醇或聚氧亚烷基三元醇,优选聚氧亚丙基二元醇或聚氧亚丙基三元醇)与超化学计量的多异氰酸酯(特别是二异氰酸酯)的反应获得。
优选地,多异氰酸酯和聚醚多元醇之间的反应在排除水分的情况下在50℃至160℃的温度下,任选在合适催化剂的存在下进行,其中计量加入多异氰酸酯,使得其异氰酸酯基团相比于多元醇的羟基以化学计量过量存在。特别地,选择过量的多异氰酸酯,使得在所有羟基反应之后剩余0.1至5重量%,优选0.2至4重量%,特别优选0.3至3重量%的自由异氰酸酯基团含量,以整个聚合物计。优选的二异氰酸酯是上面已经提到的那些。特别优选的是IPDI或TDI。最优选的是IPDI。因此获得具有特别良好的耐光性的含硅烷基团的聚醚。
特别适合作为聚醚多元醇的是不饱和度低于0.02mEq/g、特别是低于0.01mEq/g并且平均分子量Mn在400至25000g/mol、特别是1000至20000g/mol范围内的聚氧亚丙基二元醇。
除了聚醚多元醇之外,还可以使用一定比例的其它多元醇,特别是聚丙烯酸酯多元醇,以及低分子量二元醇或三元醇。
用于与含异氰酸酯基团的聚醚反应的合适的氨基硅烷是伯氨基硅烷,和特别是仲氨基硅烷。优选的是3-氨基丙基三甲氧基硅烷、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-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、N-丁基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、伯氨基硅烷(例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷或N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)和迈克尔受体(例如丙烯腈、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、马来酸二酯或富马酸二酯、柠康酸二酯或衣康酸二酯)的加合物,特别是N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二甲基酯或二乙基酯。同样合适的是上述氨基硅烷的在硅上具有乙氧基代替甲氧基的相似物。
用于与含异氰酸酯基团的聚醚反应的合适的羟基硅烷特别得自氨基硅烷在内酯或环状碳酸酯或交酯上的加成反应。
通过这种方式获得的优选的羟基硅烷为N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-2-羟基丙酰胺、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-2-羟基丙酰胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4-羟基戊酰胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4-羟基辛酰胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-5-羟基癸酰胺或N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-2-羟基丙基氨基甲酸酯。
其它合适的羟基硅烷获自氨基硅烷在环氧化物上的加成反应或胺在环氧硅烷上的加成反应。
通过这种方式获得的优选的羟基硅烷为2-吗啉代-4(5)-(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)环己烷-1-醇、2-吗啉代-4(5)-(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)环己烷-1-醇或1-吗啉代-3-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)丙烷-2-醇。
用于与含异氰酸酯基团的聚醚反应的合适的巯基硅烷特别是3-巯基丙基三甲氧基硅烷或3-巯基丙基三乙氧基硅烷。
适合作为含硅烷基团的聚醚的还有市售获得的产物,特别是如下:MS PolymerTM(来自Kaneka Corp.,特别是类型S203H、S303H、S227、S810、MA903和S943);MS PolymerTM或SilylTM(来自Kaneka Corp.,特别是类型SAT010、SAT030、SAT200、SAX350、SAX400、SAX725、MAX450、MAX951);(来自Asahi Glass Co.Ltd.;特别是类型S2410、S2420、S3430、S3630);SPUR+*(来自Momentive Performance Materials Inc.;特别是类型1010LM、1015LM、1050MM);VorasilTM(来自DowDuPont Inc.;特别是类型602和604);(来自Covestro AG;特别是类型S XP 2458、S XP 2636、S XP 2749、S XP2774和S XP 2821),/>(来自Evonik Industries AG;特别是类型Seal 100、Bond 150、Bond 250),Polymer ST(来自Hanse Chemie AG/Evonik Industries AG,特别是类型47、48、61、61LV、77、80、81);/>STP(来自Wacker Chemie AG;特别是类型E10、E15、E30、E35)。
特别优选地,含硅烷基团的聚醚由至少一种含异氰酸酯基团的聚醚与至少一种氨基硅烷和/或羟基硅烷和/或巯基硅烷的反应获得。
优选地,此处的氨基硅烷和/或羟基硅烷和/或巯基硅烷选自N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二甲酯、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二乙酯、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二甲酯、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基琥珀酸二乙酯、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-2-羟基丙酰胺、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-2-羟基丙酰胺、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷。
含硅烷基团的有机聚合物的优选实施方案使得组合物具有良好的储存稳定性、迅速的固化和特别良好的机械性能,特别是高的弹性和可拉伸性以及良好的强度和高耐热性。
优选地,可固化组合物还包含特别选自填料、增粘剂、干燥剂、增稠剂和催化剂的一种或多种其它成分。
特别适合作为填料的是已经提及的填料。
合适的增粘剂特别是氨基硅烷,例如特别是3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、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-二甲氧基甲基硅烷、N-(2-氨基乙基)-N'-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺或其具有乙氧基代替甲氧基的相似物,还有N-苯基-、N-环己基-或N-烷基氨基硅烷、巯基硅烷、环氧硅烷、(甲基)丙烯酰基硅烷、酸酐基硅烷、氨基甲酸酯基硅烷、烷基硅烷或亚氨基硅烷,这些硅烷的低聚形式,伯氨基硅烷与环氧硅烷或(甲基)丙烯酰基硅烷或酸酐基硅烷的加合物,氨基官能的烷基倍半硅氧烷,特别是氨基官能的甲基倍半硅氧烷或氨基官能的丙基倍半硅氧烷,或钛酸酯。
对于含异氰酸酯基团的组合物,特别适合作为增粘剂的是环氧硅烷,例如特别是3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷或3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷,(甲基)丙烯酰基硅烷,酸酐基硅烷,氨基甲酸酯基硅烷,烷基硅烷或亚氨基硅烷或这些硅烷的低聚形式。
用于具有含硅烷基团的聚合物的组合物的合适的干燥剂特别是四乙氧基硅烷,乙烯基三甲氧基硅烷,乙烯基三乙氧基硅烷或在硅烷基团的α-位具有官能团的有机烷氧基硅烷,特别是N-(甲基二甲氧基甲硅烷基甲基)-O-甲基氨基甲酸酯,(甲基丙烯酰氧基甲基)硅烷,甲氧基甲基硅烷,原甲酸酯,氧化钙或分子筛粉。
用于含异氰酸酯基团的组合物的合适的干燥剂特别是分子筛粉,氧化钙,高反应性异氰酸酯例如对甲苯磺酰异氰酸酯,单体二异氰酸酯或原甲酸酯。
合适的增稠剂特别是脲、层状硅酸盐例如膨润土、蓖麻油衍生物、氢化蓖麻油、聚酰胺、聚氨酯或热解二氧化硅。
优选的增稠剂是包含10至25重量%脲化合物和75至90重量%上述具有封闭羟基的聚醚的在室温下可刷涂的糊剂。这种糊剂特别通过使二异氰酸酯(特别是4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯)和一元胺(特别是正丁胺)在具有封闭羟基的聚醚中反应而制得。
合适的催化剂为用于硅烷基团的交联的催化剂,特别是金属催化剂,例如特别是锡、钛、锆、铝或锌的化合物,和/或含氮化合物。优选二有机锡(IV)化合物,例如特别是二乙酸二丁基锡(IV),二月桂酸二丁基锡(IV),二新癸酸二丁基锡(IV),双(乙酰丙酮酸)二丁基锡(IV)或二月桂酸二辛基锡(IV),还有特别具有烷氧配体、羧酸酯配体、1,3-二酮酸酯配体、1,3-酮酸酯配体或1,3-酮酰胺配体的钛(IV)络合物或锆(IV)络合物或铝(III)络合物或锌(II)络合物,特别是有机钛酸盐,还有胺,脒例如特别是1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU),1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN),6-二丁基氨基-1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯,6-二丁基氨基-1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯,N,N'-二-正己基乙脒(DHA),2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶,1,2-二甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶,2,5,5-三甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶,N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑,N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑,1-(3-二甲基氨基丙基)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶,1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶或其反应产物,或胍例如特别是1-丁基胍,1,1-二甲基胍,1,3-二甲基胍,1,1,3,3-四甲基胍(TMG),2-(3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基)-1,1,3,3-四甲基胍,2-(3-(甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基)-1,1,3,3-四甲基胍,2-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)-1,1,3,3-四甲基胍,1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯(TBD),7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯,7-环己基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯,1-苯基胍,1-(邻甲苯基)胍(OTG),1,3-二苯基胍,1,3-二(邻甲苯基)胍,2-胍基苯并咪唑,或通过一元胺、多胺或氨基硅烷与碳二亚胺(特别是二环己基碳二亚胺或二异丙基碳二亚胺)的反应获得的胍,以及双胍或咪唑。
优选有机钛酸盐,特别是双(乙基乙酰乙酸基)二异丁氧基钛(IV)(例如以IBAY从Dorf Ketal市售获得)、双(乙基乙酰乙酸基)二异丙氧基钛(IV)(例如以DC从Dorf Ketal市售获得)、双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛(IV)、双(乙酰丙酮基)二异丁氧基钛(IV)、三(氧乙基)胺异丙氧基钛(IV)、双[三(氧乙基)胺]二异丙氧基钛(IV)、双(2-乙基己烷-1,3-二氧)钛(IV)、三[2-((2-氨基乙基)氨基)乙氧基]乙氧基钛(IV)、双(新戊基(二烯丙基)氧)二乙氧基钛(IV)、四(异丙氧基)钛酸盐、四(正丁氧基)钛酸盐、四(2-乙基己氧基)钛酸盐或聚丁基钛酸盐,特别是双(乙基乙酰乙酸基)二异丁氧基钛(IV)或双(乙基乙酰乙酸基)二异丙氧基钛(IV)。
还优选脒或胍,特别是DBU、1-(3-二甲基氨基丙基)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶、1-(3-氨基丙基)-2-甲基-1,4,5,6-四氢嘧啶或其反应产物,或通过一元胺、多胺或氨基硅烷与二环己基碳二亚胺或二异丙基碳二亚胺的反应获得的胍。
还优选这些催化剂的组合,特别是至少一种有机钛酸盐和至少一种脒或胍的组合。
合适的催化剂还有用于促进异氰酸酯基团反应的催化剂,特别是有机锡(IV)化合物例如特别是二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡、二乙酰丙酮二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二乙酸二辛基锡、二月桂酸二辛基锡或二乙酰丙酮二辛基锡,铋(III)或锆(IV)特别与选自如下的配体的络合物:醇盐、羧酸酯、1,3-二酮化物、羟基喹啉盐、1,3-酮酸酯和1,3-酮酰胺,或含叔氨基的化合物例如特别是2,2'-二吗啉代二乙醚(DMDEE)。
合适的催化剂还有用于潜在固化剂的水解的催化剂,特别是羧酸例如2-乙基己酸,月桂酸,硬脂酸,新癸酸,苯甲酸,水杨酸或2-硝基苯甲酸,有机羧酸酐,羧酸、有机磺酸、磺酸酯、其它有机酸或无机酸或上述酸或酸酯的混合物的甲硅烷基酯。优选芳族羧酸,例如苯甲酸、2-硝基苯甲酸,或特别是水杨酸。
所述可固化组合物可以包含其它添加剂,特别是已经提到的那些,以及还有
-促进异氰酸酯基团和/或硅烷基团反应的其它催化剂,特别是锡(II)、铁、铝、钼、二氧代钼或钾的盐、皂或络合物,特别是乳酸铝、油酸铝或乙酸钾;含叔氨基的化合物,特别是N-乙基二异丙胺、N,N,N’,N’-四甲基亚烷基二胺、五甲基亚烷基三胺及其更高级的同系物、双(N,N-二乙基氨基乙基)己二酸酯、三(3-二甲基氨基丙基)胺、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)、N-烷基吗啉、N,N'-二甲基哌嗪;芳族含氮化合物例如4-二甲基氨基吡啶、N-甲基咪唑、N-乙烯基咪唑或1,2-二甲基咪唑;有机铵化合物例如苯甲基三甲基氢氧化铵或烷氧基化叔胺;以及所谓的“延迟作用”催化剂,其为已知的金属催化剂或胺催化剂的改性形式;
-流变学改性剂,特别是脲化合物,层状硅酸盐例如膨润土、蓖麻油衍生物、氢化蓖麻油、聚酰胺、聚氨酯、热解二氧化硅、纤维素醚或疏水改性的聚氧化乙烯;或
-添加剂,特别是湿润剂、流平剂、消泡剂、脱气剂、抵抗氧化、热、光或紫外辐射的稳定剂或杀生物剂;
或者其它通常在可固化组合物中使用的物质。
可能合意的是,将某些物质在被混入组合物之前进行化学或物理干燥。
优选的可固化组合物包含
-20至80重量%的含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物,或者对于双组分聚氨酯组合物,总和为20至80重量%的多元醇、胺、潜在固化剂、多异氰酸酯和含异氰酸酯基团的聚合物,
-10至60重量%的填料,和
-5至40重量%的具有封闭羟基的聚醚。
所述可固化组合物特别在排除水分的情况下制得并且在环境温度下在不透水的容器中储存。合适的不透水的容器特别由任选涂布的金属和/或塑料制成并且特别是桶、容器、瓶、斗、筒、罐、袋、软管袋、料盒或管。
所述可固化组合物可以配制成具有糊状稠度和高屈服点,特别是对于用作粘合剂或密封剂而言。这样的组合物可以被刮涂或在压力下借助于合适装置进行施加,例如借助于料盒枪或桶式泵或涂装机器人,其中所述组合物特别以具有基本上圆形或三角形横截面的胶条的形式施加。
所述可固化组合物还可以配制成液体和所谓的“自流平”或仅轻微触变的,特别是对于用作密封料或涂料而言。这样的组合物可以通过浇注或刮涂进行施加。作为涂料,然后可以例如通过辊、刮刀、抹刀或橡胶刮板使组合物以平面形式分布成希望的层厚度。在工作过程中,通常施涂0.5至5mm,特别是1至3mm范围内的层厚度。
在施加可固化组合物时固化过程开始,其中形成所述弹性体组合物。
在单组分湿固化性组合物的情况下,以其自身形式施加组合物然后在水分或水的作用下开始固化。为了促进固化,可以在施加时在组合物中混入包含或释放水和/或催化剂的促进剂组分,或者可以在施加之后使组合物与所述促进剂组分接触。
在双组分组合物的情况下,在混合两种组分之后施加组合物并且通过内部反应开始固化,其中任选通过外部水分的作用使固化完全。两种组分的混合可以使用动态混合机或静态混合机连续或间歇地进行。
在固化时,存在的异氰酸酯基团在水分的影响下彼此反应和/或与组合物中任选存在的其它反应性基团(特别是羟基或氨基)反应。另外,存在的异氰酸酯基团与任选存在的潜在固化剂的水解反应性基团反应。在固化时,存在的硅烷基团在水分的影响下相互反应。硅烷基团可以与水分接触而水解形成硅醇基团(Si-OH基团)。存在的硅烷基团可以与存在的硅醇基团缩合形成硅氧烷基团(Si-O-Si-基团)。这些反应的结果是所述组合物固化并且与热塑性塑料基材建立粘附,从而获得根据本发明的粘合连接物。
湿固化性组合物的固化所需的水分优选通过扩散从空气(空气水分)进入组合物。由此在与空气接触的组合物表面上形成经固化组合物的固体层(“结皮”)。固化沿着扩散方向从外向内进行,其中结皮变得越来越厚并且最终包含整个施加的组合物。水分也可以额外地或完全地从一个或多个其上施加组合物的基材进入组合物和/或源自促进剂组分,所述促进剂组分在施用时混入组合物或者在施用之后与混合物接触(例如通过涂抹或喷射)。根据本发明的粘合连接物优选为粘合剂或密封剂或涂料。
如果粘合连接物是粘合剂或密封剂,则通常将弹性体组合物设置在其所附着的两个或多个基材之间。在此,至少一个基材是热塑性塑料基材。作为另一个基材,可以存在相同的热塑性塑料基材,或者可以存在其它热塑性塑料基材,或者可以存在任意其它基材。
适合作为其它基材的是
-玻璃、玻璃陶瓷、混凝土、砂浆、纤维水泥特别是纤维水泥板、砖、瓦、石膏特别是石膏板,或天然石材例如花岗石或大理石;
-基于PCC(聚合物改性的水泥砂浆)或ECC(环氧树脂改性的水泥砂浆)的修复料或找平料;
-金属或合金,例如铝、铜、铁、钢、有色金属,包括经表面处理的金属或合金,例如镀锌或镀铬的金属;
-柏油或沥青;
-皮革、织物、纸、木材、与树脂(例如酚树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木质材料、树脂-织物-复合材料或其它所谓的聚合物-复合物;
-塑料,例如硬质和软质PVC、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、PMMA、ABS、SAN、环氧树脂、酚醛树脂、PUR、POM、TPO、PE、PP、EPM或EPDM,各自是未处理或例如经由等离子体、电晕或火焰进行表面处理的;
-纤维增强的塑料,例如碳纤维增强的塑料(CFK)、玻璃纤维增强的塑料(GFK)和片状模塑复合物(SMC);
-特别是由EPS、XPS、PUR、PIR、石棉、玻璃棉或发泡玻璃(泡沫玻璃)制成的绝缘泡沫;
-经涂布或经涂漆的基材,特别是经涂漆瓷砖、经涂覆混凝土、经粉末涂布的金属或合金或经涂漆板材;
-颜料或漆。
在需要的情况下,基材可以在施加之前进行预处理,特别是通过物理和/或化学清洗方法或者通过施涂活化剂或底漆。
根据本发明的粘合连接物特别是用弹性体组合物粘合或密封或涂布的制品的部件。这种制品可以是地上建筑或地下建筑的建筑物或其一部分,或工业制造的商品或消耗品,特别是窗户,管道,家用机器或交通工具,例如特别是汽车、巴士、卡车、火车、船舶、飞机或直升飞机,或其附件。
使用根据本发明的粘合连接物,即使是具有明显应力开裂倾向的塑料(例如特别是聚碳酸酯),也能基本上没有应力开裂,因此可以可靠和持久地与弹性体组合物结合。这特别是由于弹性体组合物中包含具有封闭羟基的聚醚而实现的,所述聚醚不会损害未固化弹性体组合物的储存稳定性并且有效稀释所述组合物,使其容易施用,并且在弹性体组合物中显示出高的弹性作用,因此使组合物具有明显的弹性,这在热塑性塑料的粘合中通常是需要的。
本发明的另一个主题是如上所述的包含至少一种含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物和至少一种具有封闭羟基的聚醚的可固化组合物用于粘合、密封或涂布至少一种如上所述的热塑性塑料基材的用途。
实施例
下文描述实施例,所述实施例更详细地解释本发明。本发明当然不限于所描述的实施例。
“标准气候”(“NK”)表示23±1℃的温度和50±5%的相对空气湿度。
如果没有另外说明,所使用的化学试剂来自Sigma-Aldrich Chemie GmbH。
具有封闭羟基的聚醚的制备:
粘度使用恒温锥板式粘度计Rheotec RC30(锥直径25mm,锥角1°,锥尖至板的距离0.05mm,剪切速度10s-1)进行测量。
红外光谱(FT-IR)在Thermo Scientific的配备有具有金刚石晶体的水平ATR-测量单元的FT-IR设备Nicolet iS5上以未稀释膜的形式进行测量。吸收带用波数(cm-1)表示。
1H-NMR-光谱在Bruker Ascend 400型光谱仪上在400.14MHz下进行测量;化学位移δ相对于四甲基硅烷(TMS)以ppm表示。不区分真实耦合样式和伪耦合样式。
聚醚-1:平均分子量为约800g/mol的始于正丁醇的乙酰化PPG-一元醇
在具有蒸馏配件的圆底烧瓶中在氮气氛下预置120.00g始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇(100-20B,平均分子量约为750g/mol;来自DowDuPont Inc.)和18.74g乙酸酐。然后在130℃下在温和氮气流下搅拌反应混合物,其中收集乙酸作为馏出物。随后,在80℃和10mbar真空下从反应混合物中除去挥发性成分。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为75mPa·s。
FT-IR:2970,2931,2867,1738,1454,1372,1345,1296,1241,1098,1014,959,925,866,827。
1H NMR(CDCl3):5.02(hept.,1H,CH2(CH3)CH-OAc),3.75-3.34(2x m,约39H,OCH2CH(CH3)O),3.33-3.28(m,2H,CH3CH2CH2CH2O),2.04(s,3H,O(CO)CH3),1.55(quint.,2H,CH3CH2CH2CH2O),1.36(sext.,2H,CH3CH2CH2CH2O),1.22(d,3H,CH2(CH3)CH-OAc),1.17-1.10(m,约36H,OCH2CH(CH3)O),0.91(t,3H,CH3CH2CH2CH2O)。
聚醚-2:平均分子量为约1100g/mol的二乙酰化PPG-二元醇
如聚醚-1所述使80.00g聚氧亚丙基二元醇(P 1010,OH值110mg KOH/g;来自DowDuPont Inc.)和18.74g乙酸酐反应。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为145mPa·s。
聚醚-3:平均分子量为约2100g/mol的二乙酰化PPG-二元醇
如聚醚-1所述使160.00g聚氧亚丙基二元醇(2000L,OH值56mg KOH/g;来自DowDuPont Inc.)和18.74g乙酸酐反应。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为400mPa·s。
聚醚-4:平均分子量为约4100g/mol的二乙酰化PPG二元醇
如聚醚-1所述使600.0g聚氧亚丙基二元醇(4200,OH值28mg KOH/g;来自Covestro AG)和33.7g乙酸酐反应。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为1150mPa·s。
聚醚-5:平均分子量为约8100g/mol的二乙酰化PPG-二元醇
如聚醚-1所述使600.0g聚氧亚丙基二元醇(8200,OH值14mg KOH/g;来自Covestro AG)和16.8g乙酸酐反应。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为3800mPa·s。
聚醚-6:具有两个对甲苯磺酰基氨基甲酸酯端基且平均分子量为约12400g/mol的PPG-二元醇
在具有蒸馏配件的圆底烧瓶中在氮气氛下预置600.0g聚氧亚丙基二元醇(12200,来自Covestro AG;平均分子量为约12000g/mol)和13.5g对甲苯磺酰基异氰酸酯。然后在130℃下在温和氮气流下搅拌反应混合物3小时。随后,在80℃和10mbar真空下从反应混合物中除去挥发性成分。得到澄清的无色液体,其在20℃下的粘度为12700mPa·s。
使用的市售物质:
DINP: 邻苯二甲酸二异壬酯(N,来自BASF SE)
DIDP: 邻苯二甲酸二异癸酯(10-P,来自BASF SE)
DINCH: 二异壬基环己烷-1,2-二羧酸酯(DINCH,来自BASF SE)
DOA: 二(2-乙基己基)己二酸酯(DO,来自Lanxess AG)
ATBC: 乙酰基三丁基柠檬酸酯
FAE: 脂族脂肪酸酯(1058,来自BASFSE)
白垩: 5-GU(来自Omya AG)
炭黑: 570(来自Cabot Corp.)
热解二氧化硅: R 972(来自Evonik Industries AG)
DMDEE 2,2'-二吗啉代二乙醚
pTSI 对甲苯磺酰基异氰酸酯
含异氰酸酯基团的聚合物的制备:
聚合物P1:
使727.0g聚氧亚丙基二元醇(4200,来自Covestro AG;OH值28.5mgKOH/g)和273.0g 4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(/>44MC L,来自Covestro AG)根据已知方法在80℃下反应形成异氰酸酯基团含量为7.6重量%、20℃下粘度为5.2Pa·s且4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯单体含量为约18重量%的聚合物。随后,在短程蒸发器(夹套温度180℃,压力0.1至0.005mbar,冷凝温度47℃)中蒸馏除去挥发性成分,特别是大部分单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。由此获得的聚合物的异氰酸酯基团含量为1.8重量%,20℃下的粘度为15.2Pa·s且单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的含量为0.08重量%。
聚合物P2:
使725.0g环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇(5031BT,来自Covestro AG;OH值28mg KOH/g)和275g 4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(/>44MCL,来自Covestro AG)根据已知方法在80℃下反应形成异氰酸酯基团含量为7.6重量%、20℃下粘度为6.5Pa·s且4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯单体含量为约20重量%的聚合物。随后,在短程蒸发器(夹套温度180℃,压力0.1至0.005mbar,冷凝温度47℃)中蒸馏除去挥发性成分,特别是大部分单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。由此获得的聚合物的异氰酸酯基团含量为1.7重量%,20℃下的粘度为19Pa·s且单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的含量为0.04重量%。
聚合物P3:
使724.0g聚氧亚丙基三元醇(6300,来自Covestro AG;OH值28mg KOH/g)和276.0g 4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(/>44MC L,来自Covestro AG)根据已知方法在80℃下反应形成异氰酸酯基团含量为7.5重量%、20℃下粘度为9.9Pa·s且4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯单体含量为约20重量%的聚合物。随后,在短程蒸发器(夹套温度180℃,压力0.1至0.005mbar,冷凝温度47℃)中蒸馏除去挥发性成分,特别是大部分单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯。由此获得的聚合物的异氰酸酯基团含量为1.7重量%,20℃下的粘度为34.7Pa·s且单体4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的含量为0.06重量%。
可固化组合物和与聚碳酸酯的粘合连接物的制备:
组合物Z1至Z12(双组分)
对于每个实施例,使用表1和表2中给出的市售A组分(具有基于多元醇的A组分的双组分聚氨酯结构粘合剂(经填充、灰色);或/>具有基于多元醇的A组分的双组分聚氨酯柔性粘合剂(经填充、黑色);两者均来自Sika Schweiz AG)作为第一组分(“组分1”)。
使用80重量份LFM E730(基于MDI封端的双官能聚醚的聚氨酯聚合物,具有7.35重量%的NCO含量和低单体MDI含量,来自Lanxess AG)和20重量份表1和2中给出的各种增塑剂的混合物作为第二组分(“组分2”),其中所述混合物通过离心混合器(SpeedMixerTMDAC 150,FlackTek Inc.)在排除水分的情况下制备和储存。在排除水分的情况下通过离心混合器以表1和表2中给出的混合比例将两种组分加工成均匀糊剂,并且立即以如下方式使用或测试:
由每种组合物制备多个与聚碳酸酯的粘合连接物。为此,将糊剂均以2mm的层厚度施涂在尺寸为150x30x2mm的用异丙醇除油污的聚碳酸酯PC1板(GP Clear099,来自Covestro AG)中间30x30mm的平面上,并且在标准气候下储存或固化7天。然后使几个这样的粘合连接物在安装在板件上的直径为35mm且端部紧固的圆木上横向张紧,使得每个粘合连接物以弯曲状态固定。将该装置储存在80℃空气循环炉中24小时或7天,然后在标准气候下调节24小时之后,目视评估所述板保持弯曲状态的程度以及聚碳酸酯中是否可见应力裂纹。结果在表1和表2中记录为“弯曲PC1”或“龟裂PC1”。对于龟裂而言/>
0:没有裂纹
1:组合物边缘有较少表面短裂纹
2:组合物边缘有一些表面短裂纹
3:板的整个宽度上有一些深裂纹
4:板的整个宽度上有许多深裂纹
5:板的整个宽度上有极多深裂纹
用“(Ref.)”表示的组合物为对比实施例。
表1:Z1至Z6的组成(重量份)和具有其的粘合连接物的性能。“极强”表示“非常强”
1组分1/组分2的重量份
Table 2:Z7至Z12的组成(重量份)和具有其的粘合连接物的性能。
1组分1/组分2的重量份
组合物Z13至Z16(单组分)
对于每种组合物,借助于离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.)以给出的量(重量份)在排除水分的情况下以3000rpm混合表3中给出的成分一分钟。
由每种组合物制备与聚碳酸酯的粘合连接物。为此,将组合物以层厚度为约2mm以胶条形式施涂在尺寸为150x30x2mm的聚碳酸酯PC1板(GP Clear 099,来自Covestro AG)中间10x30mm的平面上,并且在标准气候下储存或固化7天。然后使粘合连接物在安装在板件上的直径为35mm且端部紧固的圆木上横向张紧,使得粘合连接物以弯曲状态固定。将该装置储存在80℃空气循环炉中24小时,然后在标准气候下调节24小时之后,根据针对组合物Z1给定的等级目视评估聚碳酸酯中是否可见应力裂纹。结果记录为“龟裂PC1”。
为了确定机械性能,将每种组合物浇注在PTFE-涂布的箔上形成2mm厚的膜,在标准气候下储存所述膜14天,从膜中冲压出长度为75mm、杆长度为30mm并且杆宽度为4mm的几个哑铃形样品,并且根据DIN EN 53504在200mm/min的拉伸速度下检测拉伸强度(断裂力)、断裂伸长率、弹性模量5%(在0.5-5%伸长下)和弹性模量50%(在0.5-50%伸长下)。
为了确定粘合强度,在玻璃上确定拉伸剪切强度(ZSF)。为此,通过将两块用异丙醇除油污并用Primer 207(来自Sika Schweiz AG)预处理的玻璃板粘合来制作连接体,使得重叠的粘合连接处尺寸为12x25mm,厚度为4mm,并且使玻璃板的顶端伸出。将连接体在标准气候下储存7天之后,根据DIN EN 1465以20mm/min的拉伸速度测试拉伸剪切强度。/>
在标准气候下固化7天的测试试样上根据DIN 53505确定肖氏A硬度。
结果列于表3中。
用“(Ref.)”表示的组合物为对比实施例。
表3:Z13至Z16的组成(重量份)和性质。
组合物Z17至Z20(单组分)
对于每种组合物,通过离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.)以给出的量(重量份)在排除水分的情况下以3000rpm混合表4中给出的成分一分钟。
由每种组合物制备与聚碳酸酯的粘合连接物。为此,将组合物以层厚度为约2mm以胶条形式施涂在尺寸为150x70x5mm的聚碳酸酯PC2板(AL2447,来自Covestro AG)中间10x100mm的平面上,并且在标准气候下储存或固化7天。然后使粘合连接物在安装在板件上的直径为35mm且端部紧固的圆木上横向张紧,使得粘合连接物以弯曲状态固定。将该装置储存在80℃空气循环炉中24小时,然后在标准气候下调节24小时之后,目视评估所述板保持弯曲状态的程度以及聚碳酸酯中是否可见应力裂纹。结果记录为“弯曲PC2”或“龟裂PC2”。对于龟裂,使用针对组合物Z1给定的等级。/>
如针对组合物Z13所述的那样,测试机械性能拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量5%和弹性模量50%。结果列于表4中。
表4:Z17至Z20的组成(重量份)和性质。“n.b.”表示“未确定”。
Claims (14)
1.(i)至少一种热塑性塑料和(ii)弹性体组合物连接而成的粘合连接物,所述弹性体组合物包含至少一种具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂,其中所述热塑性塑料为聚碳酸酯或聚苯乙烯并且所述具有封闭羟基的聚醚不含异氰酸酯基团和硅烷基团,
其中所述封闭羟基选自酯基、乙酰酯基、碳酸酯基和氨基甲酸酯基以及所述聚醚中70至100重量%的重复单元由1,2-亚丙基氧基团组成并且0至30重量%的重复单元由1,2-亚乙基氧基团组成。
2.根据权利要求1所述的粘合连接物,其特征在于,所述具有封闭羟基的聚醚具有600至12500g/mol范围内的平均分子量Mn,所述平均分子量Mn是借助于凝胶渗透色谱法相对于聚苯乙烯标样确定的,使用四氢呋喃作为流动相以及折射率检测器,并且从200g/mol开始评价。
3.根据权利要求2所述的粘合连接物,其特征在于,所述具有封闭羟基的聚醚具有2500至12500g/mol范围内的平均分子量Mn,所述平均分子量Mn是借助于凝胶渗透色谱法相对于聚苯乙烯标样确定的,使用四氢呋喃作为流动相以及折射率检测器,并且从200g/mol开始评价。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合连接物,其特征在于,所述具有封闭羟基的聚醚衍生自至少一种选自以下的羟基官能的聚醚:
-OH值在25至90mg KOH/g范围内的始于醇的聚氧亚丙基一元醇,
-OH值在9至155mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇,
-平均OH官能度在2.2至3范围内且OH值在20至230mg KOH/g范围内的始于三羟甲基丙烷或始于甘油的、任选环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇,和
-平均OH官能度在3至6范围内的始于糖醇的聚氧亚丙基多元醇。
5.根据权利要求4所述的粘合连接物,其特征在于,所述糖醇选自苏糖醇、赤藓糖醇、木糖醇、甘露醇或山梨糖醇。
6.根据权利要求4所述的粘合连接物,其特征在于,所述具有封闭羟基的聚醚衍生自OH值在25至90mg KOH/g范围内的始于正丁醇的聚氧亚丙基一元醇,或OH值在45至125mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇。
7.根据权利要求4所述的粘合连接物,其特征在于,所述具有封闭羟基的聚醚衍生自OH值在14至45mg KOH/g范围内的聚氧亚丙基二元醇,或OH值在20至56mg KOH/g范围内的始于三羟甲基丙烷或始于甘油的、任选环氧乙烷封端的聚氧亚丙基三元醇。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合连接物,其特征在于,所述弹性体组合物包含至少一种经固化的聚氨酯聚合物或经固化的硅烷改性聚合物。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合连接物,其特征在于,所述弹性体组合物包含5至40重量%的具有封闭羟基的聚醚。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合连接物,其特征在于,所述弹性体组合物具有至少1MPa的拉伸强度和至少50%的断裂伸长率,所述拉伸强度和断裂伸长率在23℃下在厚度为2mm、长度为75mm、杆长度为30mm且杆宽度为4mm的哑铃形试样上根据DIN EN 53504确定。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合连接物,其特征在于,其为用所述弹性体组合物粘合或密封或涂布的制品的一部分。
12.用于制备根据权利要求1至11中任一项所述的粘合连接物的方法,包括如下步骤
(a)提供至少一种热塑性塑料基材,
(b)提供可固化组合物,所述可固化组合物包含至少一种具有封闭羟基的聚醚作为增塑剂,
(c)将所述可固化组合物施加至所述塑料基材上,
(d)固化所述可固化组合物以获得弹性体组合物。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述可固化组合物包含至少一种含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物。
14.包含至少一种含异氰酸酯基团和/或含硅烷基团的聚合物和至少一种具有封闭羟基的聚醚的可固化组合物用于粘合、密封或涂布至少一种热塑性塑料基材的用途,其中所述热塑性塑料为聚碳酸酯或聚苯乙烯并且所述具有封闭羟基的聚醚不含异氰酸酯基团和硅烷基团,
其中所述封闭羟基选自酯基、乙酰酯基、碳酸酯基和氨基甲酸酯基以及所述聚醚中70至100重量%的重复单元由1,2-亚丙基氧基团组成并且0至30重量%的重复单元由1,2-亚乙基氧基团组成。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18206323.0 | 2018-11-14 | ||
EP18206323 | 2018-11-14 | ||
PCT/EP2019/080847 WO2020099308A1 (de) | 2018-11-14 | 2019-11-11 | Haftverbund zwischen thermoplastischem kunststoff und elastomer-zusammensetzung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112912414A CN112912414A (zh) | 2021-06-04 |
CN112912414B true CN112912414B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=64316448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980070033.4A Active CN112912414B (zh) | 2018-11-14 | 2019-11-11 | 热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210189205A1 (zh) |
EP (1) | EP3880728A1 (zh) |
JP (1) | JP7464589B2 (zh) |
CN (1) | CN112912414B (zh) |
BR (1) | BR112021004555B1 (zh) |
WO (1) | WO2020099308A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114195420B (zh) * | 2021-12-28 | 2022-12-27 | 金耐源(河南)工业科技有限公司 | 一种自硬铝硅酸盐粘结剂组合物及其应用方法 |
WO2023196581A1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-10-12 | Lord Corporation | Compatibilizing agents and uses thereof |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59109553A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-25 | Sanyo Chem Ind Ltd | 重合体組成物 |
CN101842456A (zh) * | 2007-06-13 | 2010-09-22 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | 可湿气固化的接枝改性树脂组合物、其制备方法和采用该树脂组合物粘结基材的方法 |
CN102015811A (zh) * | 2008-04-25 | 2011-04-13 | 汉高公司 | 含有基于硅烷化聚醚嵌段聚合物的聚氨酯的可固化组合物 |
CN102177213A (zh) * | 2008-10-08 | 2011-09-07 | 旭硝子株式会社 | 粘附用层叠体 |
CN104321359A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-01-28 | Sika技术股份公司 | 含硅烷基团的聚合物 |
CN104350120A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-02-11 | Sika技术股份公司 | 含硅烷基团的聚合物 |
CN104769071A (zh) * | 2012-07-06 | 2015-07-08 | 博斯蒂克股份公司 | 胶粘组合物在潮湿环境中提供粘合的用途 |
-
2019
- 2019-11-11 WO PCT/EP2019/080847 patent/WO2020099308A1/de unknown
- 2019-11-11 US US17/274,120 patent/US20210189205A1/en active Pending
- 2019-11-11 BR BR112021004555-4A patent/BR112021004555B1/pt active IP Right Grant
- 2019-11-11 JP JP2021517782A patent/JP7464589B2/ja active Active
- 2019-11-11 EP EP19798109.5A patent/EP3880728A1/de active Pending
- 2019-11-11 CN CN201980070033.4A patent/CN112912414B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59109553A (ja) * | 1982-12-14 | 1984-06-25 | Sanyo Chem Ind Ltd | 重合体組成物 |
CN101842456A (zh) * | 2007-06-13 | 2010-09-22 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | 可湿气固化的接枝改性树脂组合物、其制备方法和采用该树脂组合物粘结基材的方法 |
CN102015811A (zh) * | 2008-04-25 | 2011-04-13 | 汉高公司 | 含有基于硅烷化聚醚嵌段聚合物的聚氨酯的可固化组合物 |
CN102177213A (zh) * | 2008-10-08 | 2011-09-07 | 旭硝子株式会社 | 粘附用层叠体 |
CN104321359A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-01-28 | Sika技术股份公司 | 含硅烷基团的聚合物 |
CN104350120A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-02-11 | Sika技术股份公司 | 含硅烷基团的聚合物 |
CN104769071A (zh) * | 2012-07-06 | 2015-07-08 | 博斯蒂克股份公司 | 胶粘组合物在潮湿环境中提供粘合的用途 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7464589B2 (ja) | 2024-04-09 |
CN112912414A (zh) | 2021-06-04 |
BR112021004555B1 (pt) | 2024-01-30 |
EP3880728A1 (de) | 2021-09-22 |
US20210189205A1 (en) | 2021-06-24 |
JP2022511391A (ja) | 2022-01-31 |
WO2020099308A1 (de) | 2020-05-22 |
BR112021004555A2 (pt) | 2021-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109476804B (zh) | 具有改善的机械性能的阻燃粘合剂和密封剂 | |
CN107001568B (zh) | 含硅烷基团的快速固化组合物 | |
CN112839917B (zh) | 用于碱性基底的可固化组合物 | |
US10647807B2 (en) | Polyaldimine and curable polyurethane composition | |
CN112533973B (zh) | 具有聚合物型增塑剂和低单体二异氰酸酯含量的聚氨酯组合物 | |
US20210309787A1 (en) | Polyurethane composition having a low content of monomeric diisocyantes | |
JP2021510744A (ja) | アセタール可塑剤を含む硬化性組成物 | |
JP2020524203A (ja) | 潜在性硬化剤及び硬化性ポリウレタン組成物 | |
US20210309786A1 (en) | Isocyanate-group-containing polymer having a low content of monomeric diisocyanates | |
CN112912414B (zh) | 热塑性塑料和弹性体组合物之间的粘合连接物 | |
CN112955485B (zh) | 用于可固化组合物的触变剂 | |
CN112996834B (zh) | 用于芳族羧酸或磺酸的溶剂 | |
KR20220137874A (ko) | 선형 아이소사이아네이트기-함유 중합체 | |
JP2023529265A (ja) | 塗装面への接着性が改良されたポリウレタン組成物 | |
CN115551910A (zh) | 含硅烷基团的聚合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |