活化剂组合物,包含其的粘合剂体系,以及使用其接合基材的方法

文档序号:9756389阅读:537来源:国知局
活化剂组合物,包含其的粘合剂体系,以及使用其接合基材的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种活化剂组合物,一种包含此类活化剂组合物的粘合剂体系,W及 一种使用所述活化剂组合物或者所述粘合剂体系接合基材的方法。
【背景技术】
[0002] 异氯酸醋官能粘合剂(往往称为聚氨醋粘合剂)广泛地用于接合各种基材。异氯酸 醋官能粘合剂可经配制W提供取决于基材的各种性质,W及所得制品的用途。对于结构或 者半结构应用,一般使用快速固化的二组分异氯酸醋官能粘合剂。单组分异氯酸醋官能粘 合剂一般用于对刚性和硬度具有较低需要的应用中,例如在车顶模块和内部附加件中。
[0003] 塑料件广泛用于汽车上作为内部件和保险杠面板。热塑性塑料(例如聚对苯二甲 酸下二醇醋和聚对苯二甲酸乙二醇醋、聚酷胺的共混物,W及聚对苯二甲酸下二醇醋和丙 締腊-苯乙締-丙締酸醋的共混物)与湿固化的单组分异氯酸醋官能粘合剂结合而广泛地用 于汽车制造中。然而,常规异氯酸醋官能粘合剂对运些塑料基材的粘合性能通常不尽人意, 特别是当使用二组分聚氨醋粘结剂时。
[0004] 塑性表面一般需要表面处理来促进与异氯酸醋官能粘合剂的接合。此类处理包括 火焰处理、电晕放电处理、化学蚀刻,和/或活化剂施加。将典型的粘合剂体系用于工艺中, 其中将活化剂施加至基材,使活化剂中的溶剂挥发掉,并且随后将粘合剂施加至经处理基 材的表面。然而,许多制造商,包括汽车制造商,正试图在其工厂中减少或除去所述工艺步 骤。因此外包塑料基材的表面处理是更合乎需要的,外包塑料基材的表面处理需要活化剂 具有足够长的开放时间(open time)W允许在远离施加粘合剂的装配操作的时间和位置处 施加活化剂至基材。在汽车制造行业中,运意指构成部件在部件供应商的工厂中涂底漆,并 且随后运输至汽车装配厂。
[0005] 因此,需要提供一种能够将粘合剂,特别是二组分异氯酸醋官能粘合剂,连接至塑 料基材的活化剂组合物。还需要此类组合物提供长开放时间。还需要此类活化剂组合物在 胆藏期间是稳定的。

【发明内容】

[0006] 本发明提供一种新颖活化剂组合物,所述新颖活化剂组合物提供了上述问题的解 决方案。本发明的组合物包含:在间位含有至少两个径基的酪类化合物;具有两个W上的异 氯酸醋基团的芳香族聚异氯酸醋化合物;W及溶剂,并且具有特定的固体含量和径基比异 氯酸醋基的摩尔比率。惊人地,此类组合物能够W惊人的良好结果将异氯酸醋官能粘合剂 连接至塑料基材。在一些实施例中,本发明的组合物还能够提供长达45天或更长的开放时 间。因此,本发明的组合物的施加和粘合剂的施加能够在不同的位置进行。本发明的组合物 具有优良的胆藏稳定性。举例来说,在40°C老化6周或者甚至4个月之后,组合物的异氯酸醋 含量变化小于10%。所得经老化组合物能够根据在下文实例部分中描述的测试方法,来提 供为至少75 %的内聚破坏的破坏模式。
[0007]本文的"开放时间"是指从施加本发明的组合物至施加粘合剂的时间间隔,其中所 述组合物能够与粘合剂连接在一起。开放时间当本发明的组合物中的溶剂已经在本发明的 组合物施加至基材之后挥发掉时开始并且当基材表面上剩余的组合物部分不再能够与粘 合剂连接在一起时结束。粘合剂至组合物的连接破坏的证据是根据在下文实例部分中描述 的测试方法破坏与涂底漆表面的表面粘合。在本文中"连接在一起"是指本发明的组合物与 粘合剂化学反应而形成化学键的能力。连结在一起的证据是通过根据在下文实例部分中描 述的测试方法进行内聚破坏来证明的。
[000引在第一方面中,本发明是一种组合物,其包含:
[0009] (a)在间位含有至少两个径基的酪类化合物,
[0010] (b)具有两个W上异氯酸醋基团的芳香族聚异氯酸醋化合物,W及(C)溶剂,
[0011] 其中组合物中总径基比总异氯酸醋基的摩尔比率为1.6至3.0,并且所述组合物具 有W所述组合物的总重量为基准从7重量%至50重量%(wt%)的固体含量。
[0012] 在第二方面中,本发明是一种包含第一方面的组合物W及粘合剂的粘合剂体系。
[0013] 在第Ξ方面中,本发明是一种将第一基材接合至第二基材的方法,其包含:
[0014] (i)将第一方面的组合物施加至基材中至少一个基材的表面并且使溶剂蒸发,
[0015] (ii)将粘合剂施加至在步骤(i)中用组合物处理过的基材中的至少一个基材的表 面,
[0016] (iii)使两个基材与驻留在它们之间的粘合剂接触,W及
[0017] (iv)固化所述粘合剂。
【具体实施方式】
[0018] 本发明的组合物包含(a)在间位含有至少两个径基的一种或多种酪类化合物。优 选地,酪类化合物含有两个径基。优选的酪类化合物包括间苯二酪("1,3-二径基苯")、可溶 酪醒树脂、烷氧基化可溶酪醒树脂,或者它们的混合物。在本文中"可溶酪醒树脂"是指1,3-二径基苯与甲醒的缩合产物。在一个优选实施例中,使用间苯二酪。
[0019] 在本发明的组合物中作为组分(a)的酪类化合物的浓度可为W所述组合物的总重 量为基准,2重量%或者更多,4重量%或者更多,或者甚至6重量%或者更多,并且同时20重 量%或者更少,14重量%或者更少,或者甚至11重量%或者更少。
[0020] 本发明的组合物还包含(b)-种或多种具有两个W上的异氯酸醋基团的芳香族聚 异氯酸醋化合物。在本文中"芳香族聚异氯酸醋化合物"是指具有至少一个异氯酸醋基键结 至芳香族碳原子的化合物。芳香族聚异氯酸醋化合物可包括芳香族聚异氯酸醋与具有一个 或多个异氯酸醋反应基团的化合物的一种或多种加合物。芳香族聚异氯酸醋化合物的平均 异氯酸醋官能度可为2.1或更大,2.3或更大,或者甚至2.4或更大,并且同时4.0或更小,3.5 或更小,或者甚至3.0或更小。优选地,芳香族聚异氯酸醋化合物具有至少Ξ个异氯酸醋官 能团。芳香族聚异氯酸醋化合物可包含含憐的芳香族聚异氯酸醋。更优选地,异氯酸醋是具 有至少Ξ个异氯酸醋基团的硫代憐酸醋。合适的芳香族聚异氯酸醋化合物的实例包括Ξ (异氯酸基苯基)硫代憐酸醋、Ξ(对异氯酸基苯基)甲烧、甲苯-2,4,6-Ξ异氯酸醋、4,少-二 甲基二苯基甲烧-2,2/ ,5/5/-四异氯酸醋,W及它们的聚合衍生物,W及它们的混合物。合 适的可商购芳香族聚异氯酸醋化合物可包括例如DESMODUR?WE聚异氯酸醋,其为Ξ(对异 氯酸基苯基)硫代憐酸醋在乙酸乙醋中的溶液,可从拜耳材料科技公司(Bayer Material Science)商购获得。
[0021] 在本发明的组合物中作为组分(b)的芳香族聚异氯酸醋化合物可包含一种或多种 硅烷官能化的芳香族聚异氯酸醋化合物。在本文中硅烷官能化的芳香族聚异氯酸醋化合物 是指如上所述的芳香族聚异氯酸醋化合物与含有异氯酸醋反应基团的有机官能化硅烷的 反应产物。在本文中"异氯酸醋反应基团"包括任意含有活性氨的部分,例如-C00H、-OH、-畑2、-NH-、-CON出、-甜,W及-C0NH-基团。优选地,有机官能化硅烷包含氨基硅烷。优选的氨 基硅烷是仲氨基硅烷。特别合适的氨基硅烷含有至少两个甲娃烷基基团,甲氧基硅烷醋、受 阻仲氨基,或它们的任意组合。更优选地,氨基硅烷是双(Ξ甲氧基甲娃烷基丙基)胺,例如 可从迈图高新材料集团(Momentive Performance Materials Inc)商购获得的SILQ肥ST? A-1170。用于制备加合物的有机官能化硅烷可包含具有径基官能团和/或琉基官能团的娃 烧,例如3-氨基丙基二甲氧基硅烷;3-氨基丙基二乙氧基硅烷;3-氨基丙基二甲氧基-乙氧 基乙氧基硅烷;3-氨基丙基-甲基-二乙氧基硅烷;N-甲基-3-氨基丙基二甲氧基硅烷;N-下 基-3-氨基丙基二甲氧基硅烷;3-琉基丙基二甲氧基硅烷;3-琉基丙基二乙氧基硅烷;3-琉 基丙基-甲基-二甲氧基硅烷;(N-环己基氨基甲基)甲基二-乙氧基硅烷;(N-环己基氨基甲 基)Ξ乙氧基硅烷;(N-苯基氨基甲基)甲基二甲氧基硅烷;(N-苯基氨基甲基甲氧基娃 烧;Ν-乙基-氨基异下基Ξ甲氧基硅烷、4-氨基-3,3-二甲基下基Ξ甲氧基硅烷,或者它们的 组合。优选地,硅烷官能化的芳香族聚异氯酸醋化合物是硅烷官能化的Ξ(对异氯酸基苯 基)硫代憐酸醋),其为Ξ(对异氯酸基苯基)硫代憐酸醋)与选自氨基硅烷、琉基硅烷或者它 们的组合的硅烷的反应产物,其中所述硅烷包括两个或者更多个键结至娃的烷氧基。硅烷 官能化的芳香族聚异氯酸醋化合物可通过使约1摩尔的芳香族聚异氯酸醋化合物与约1至3 摩尔的有机官能化硅烷,W及优选地约2摩尔的有机官能化硅烷反应来制备。
[0022] 在本发明的组合物中作为组分(b)的芳香族聚异氯酸醋化合物可包含聚合的亚甲 基二苯基二异氯酸醋("聚MDI")。本文中的聚MDI是指二苯甲烧二异氯酸醋与聚亚苯基聚亚 甲基聚异氯酸醋的混合物。聚亚苯基聚亚甲基聚异氯酸醋倾向于主要为Ξ元环和四元环结 构,但是也可存在一些更高分子量的材料。聚MDI可含有每分子2.5至3.5个异氯酸醋基团并 且具有从约130至150,或者从约132至140的异氯酸醋当量。合适的可商购聚MDI产品可包括 例如:DESM孤UR VL R20 MDI基聚异氯酸醋,其可从拜耳材料科学公司商购获得;W及PAPI? 27聚MD巧日PAPI 32聚MDI,两者都可从陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)商购获 得(PAPI是陶氏化学公司的商标)。
[0023] 优选地,在本发明的组合物中作为组分(b)的芳香族聚异氯酸醋化合物包含Ξ(对 异氯酸基苯基)硫代憐酸醋、硅烷官能化的Ξ(对异氯酸基苯基)硫代憐酸醋、Ξ(对异氯酸 基苯基)甲烧;聚MDI;或者它们的混合物。更优选地,芳香族聚异氯酸醋化合物包含Ξ(对异
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