聚氨酯结构粘合剂的制作方法_2

文档序号:9400713阅读:来源:国知局
A3)/A2在2. 5至20的范围内。此种粘合剂同时显示出高可伸长性和高强度,以及 低的弹性模量的温度相关性。优选地,重量比例(A1+A3) /A2在3至15、特别在4至10的范 围内。为了用作结构粘合剂,此种粘合剂的可伸长性的数值处于特别令人感兴趣的范围内。
[0056] 所述三元醇Al和二元醇A3在粘合剂中以这样的量存在,即使得重量比例A1/A3 在2至100、优选3至75、特别是4至50的范围内。
[0057] 在所述二元醇A3是聚三亚甲基醚二醇的情况下,此重量比例A1/A3特别有益于获 得不取决于温度的弹性模量。
[0058] 在所述二元醇A3是聚四亚甲基醚二醇的情况下,此重量比例A1/A3在低温和室温 下特别有益于获得在已固化状态下的高拉伸剪切强度。
[0059] 此外,多元醇组分Kl包含至少一种分子量在60至500g/mol,优选在60至240g/ mol范围内的脂肪族多胺PA。
[0060] 适合作为脂肪族多胺PA的是具有两个或三个脂肪族氨基基团的胺,特别是以下 商业通用的多胺:
[0061] -脂肪族的、脂环族的或芳基脂肪族的伯二胺,特别如乙二胺、1,2-丙二胺、 1,3-丙二胺、2-甲基-1,2-丙二胺、2, 2-二甲基-1,3-丙二胺、1,3- 丁二胺、1,4- 丁二 胺、1,3-戊二胺(DAMP)、1,5-戊二胺、1,5-二氨基 _2_ 甲基-戊烧(MPMD)、2- 丁基 _2_ 乙 基-1,5-戊二胺(Cll-新二胺)、1,6-己二胺、2, 5-二甲基-1,6-己二胺、2, 2, 4-和 2, 4, 4-三甲基-六亚甲基二胺(TMD)、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸 二胺、1,11-十一烧二胺、1,12-十二烧二胺、1,2_、1,3-和1,4-二氨基环己烧、1,4-二 氨基-2, 2, 6-三甲基-环己烷(TMCDA)、双(4-氨基环己基)-甲烷(H12-MDA)、双(4-氨 基-3-甲基环己基)-甲烷、双(4-氨基-3-乙基环己基)-甲烷、双(4-氨基-3, 5-二甲基 环己基)-甲烷、双(4-氨基-3-乙基-5-甲基环己基)-甲烷(M-MECA)U-氨基-3-氨基 甲基-3, 5, 5-三甲基环己烷(=异佛尔酮二胺或IPDA)、2_和4-甲基-1,3-二氨基环己 烷和它们的混合物、1,3和1,4-双(氨基甲基)环己烷、2, 5(2, 6)-双(氨基甲基)-双环 [2.2. 1]庚烷(NBDA)、3 (4),8 (9)-双(氨基甲基)-三环[5.2. 1.02'6]癸烷、1,8-薄荷烷二 胺和1,3-和1,4-双(氨基甲基)苯;
[0062] -含醚基团的脂肪族伯二胺,特别如双(2-氨基乙基)醚、3, 6-二氧杂辛 烧-1,8-二胺、4, 7-二氧杂癸烧-1,10-二胺、4, 7-二氧杂癸烧-2, 9-二胺、4, 9-二氧杂十二 烷-1,12-二胺、5, 8-二氧杂十二烷-3, 10-二胺、4, 7, 10-三氧杂十三烷-1,13-二胺和这些 二胺的更高低聚体,3, 9-双(3-氨基丙基)-2, 4, 8, 10-四氧杂螺[5. 5]烷、双(3-氨 基丙基)聚四氢呋喃和其它聚四氢呋喃二胺、JeffamineeRFD-270(来自Huntsman), 以及聚氧亚烷基二胺("聚醚-二胺")。后者是通过聚氧亚烷基二醇的胺化反应制得的 产品,并且例如可以名称Jeffamine*1 (来自Huntsman)、Polyetheramin(来自BASF)或 PCAmine? (来自Nitroii)获得。特别合适的聚氧亚烷基二胺是JeffamineaD230、Jeffaniilie18D400、PolyetheraminD230、PolyetheraminD400、l)(JAKlilie8DA250 和pc.Amine18da400;和
[0063] -聚氧亚烷基三胺("聚醚-三胺"),其是由聚氧亚烷基三醇的胺化反应得到的产 物并且例如可以商品名称如.Jeffamine*1(来自Huntsman)、Polyetheramin(来自BASF) 或PCAmine*(来自Nitroi1)获得,特别是如 Jeffamine*T-403,Polyetheramin T403,和PCAmine8TA403。
[0064] 特别优选地,多胺PA选自下组:1,5_二氨基-2-甲基戊烷、2, 2, 4-和2, 4, 4-三 甲基六亚甲基二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烧二胺、1-氨基-3-氨基甲 基-3, 5, 5-三甲基环己烷、2-和4-甲基-1,3-二氨基环己烷和它们的混合物、1,3-双(氨 基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、2, 5 (2, 6)-双(氨基甲基)-双环[2.2. 1] 庚烷、3(4),8 (9)-双(氨基甲基)-三环[5.2.I. 02'6]癸烷、双(2-氨基甲基)醚、3, 6-二氧 杂辛烧_1,8-二胺、4, 7-二氧杂癸烧-1,10-二胺、4, 7-二氧杂癸烧-2, 9-二胺、4, 9-二氧 杂十二烷-1,12-二胺、5, 8-二氧杂十二烷-3, 10-二胺、1,3-双(氨基甲基)苯和1,4-双 (氣基甲基)苯。
[0065] 这些多胺可特别良好地获得,并且在非常快速的反应中和异氰酸酯生成脲基,其 有效地形成基于氢桥键的网络,这导致粘度的快速上升并由此可以有效地阻止粘合剂从基 材上流下。由此制备的粘合剂具有特别高的强度,特别高的弹性模量,和不显著的机械性质 的温度相关性。
[0066] 其中优选的是1,3-双(氨基甲基)环己烷和1,3-双(氨基甲基)苯,最优选的 是1,3-双(氨基甲基)苯。采用这类多胺,形成具有特别高强度的经固化的粘合剂。
[0067] 优选地,脂肪族多胺PA以基于多元醇组分Kl的总重量计0. 1至3重量%的量使 用。这种粘合剂可特别良好地加工。其表现出快速的稳固性(Standfestigkeit),而不会使 得开放时间过短。
[0068]特别优选的聚氨酯粘合剂包含多元醇组分Kl,其包含:
[0069] -至少一种平均分子量在1000至10000g/mol、特别是3000至8000g/mol范围内 的三元醇A1,其优选的含量为30至60重量%,其中这特别指的是所谓的"E0封端"(环氧 乙烷封端)的聚氧亚丙基三醇;
[0070] _至少一种具有两个伯羟基基团且分子量在60至150g/mol范围内的二元醇A2, 其优选的含量为2至15重量%,其中这优选是1,4- 丁二醇或1,5-戊二醇;
[0071] -至少一种平均分子量在200至3000g/mol、特别在800至2200g/mol范围内的二 元醇A3,其是聚三亚甲基醚二醇或者聚四亚甲基醚二醇,其优选的含量为0. 5至20重量%; 和
[0072]-至少一种分子量在60至500g/mol范围内的脂肪族多胺PA,其优选的含量 为0. 1至3重量%,其中这优选是选自以下的脂肪族多胺:1,5-二氨基-2-甲基戊烷、 2, 2, 4-和2, 4, 4-二甲基六亚甲基二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烧二胺、 1-氨基-3-氨基甲基_3, 5, 5-三甲基环己烷、2-和4-甲基-1,3-二氨基环己烷和它们的 混合物、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、2, 5(2, 6)-双(氨基甲 基)-双环[2. 2. 1]庚烷、3⑷,8(9)-双(氨基甲基)-三环[5. 2. 1.02'6]癸烷、双(2-氨 基甲基)醚、3, 6-二氧杂辛烧-1,8-二胺、4, 7-二氧杂癸烧-1,10-二胺、4, 7-二氧杂癸 烧-2, 9-二胺、4, 9-二氧杂十二烧-1,12-二胺、5, 8-二氧杂十二烧-3, 10-二胺、1,3-双 (氨基甲基)苯和1,4-双(氨基甲基)苯;
[0073] 其中,重量比例(Al+A3)/A2在2. 5至20、优选在3至15、特别是4至10的范围;
[0074] 并且优选地,重量比例A1/A3在2至100、优选在3至75、特别是4至50的范围。
[0075] 在此,所述的重量百分比是基于整个多元醇组分Kl计的。
[0076] 多异氰酸酯组分K2包含至少一种多异氰酸酯Bl。
[0077] 作为多异氰酸酯Bl特别合适的是单体的二或三异氰酸酯,以及单体的二或三异 氰酸酯的低聚体、聚合物和衍生物,以及它们的任意混合物。
[0078] 特别合适的芳香族单体的二或三异氰酸酯是2, 4-和2, 6-甲苯二异氰酸酯和它们 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它们异构体的 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)、联茴香胺二异氰 酸酯(DADI)、1,3, 5-三(异氰酸基甲基)苯、三(4-异氰酸基苯基)甲烷和三(4-异氰酸 基苯基)硫代磷酸酯。
[0079] 特别合适的脂肪族单体的二或三异氰酸酯是1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2-甲 基五亚甲基-1,5-二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2, 2, 4-和2, 4, 4-三甲 基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二 异氰酸酯、赖氨酸-和赖氨酸酯二异氰酸酯、环戊烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯、1-甲 基-2, 4-和-2, 6-二异氰酸基环己烷和它们异构体的任意混合物(HTDI或H6TDI)、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-4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI或H12MDI)、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、m-和p-苯二亚甲基二异氰 酸酯(m-和p-XDI)、m-和P-四甲基-1,3-和-1,4-苯二亚甲基二异氰酸酯(m-和p-TMXDI)、 双(1-异氰酸基-1-甲基乙基)萘、二聚-和三聚脂肪酸异氰酸酯如3, 6-双(9-异氰酸基 壬基)-4,5_二(1-庚烯基)环己烯(二聚的二异氰酸酯)和a,a,a',a',a",a六 甲基-1,3, 5-均三甲苯三异氰酸酯。
[0080] 特别适合的所述单体的二-和三异氰酸酯的低聚体、聚合物和衍生物是由MDI、 TDI、HDI、和IPDI衍生出的。其中特别适合的是商业可得类型,特别是HDI-缩二脲如 Desmodur?\ 100和N3200(来自Bayer)、T〇l〇n.ate?HDB和HDB-LV(来自Rhodia) 和Duranate? 24A-100(来自AsahiKasei) ;HDI-异氰尿酸酯,如Desmodur?N 3300、N3600和N3790BA(全部来自Bayer)1'〇
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