两组分聚氨酯粘合剂组合物的制作方法

文档序号:11632304阅读:278来源:国知局

本公开总体上涉及聚氨酯粘合剂组合物,更具体地,涉及两组分可固化和固化的聚氨酯粘合剂组合物的领域。本公开的粘合剂组合物特别适用于制造夹心板。本公开还涉及制造夹心板的方法和使用此类聚氨酯粘合剂组合物的方法。



背景技术:

夹心板在工业中,尤其在建筑和运输工业中是为人们所熟知的。夹心板是由不同材料的交替物体构成的层合结构。通常,夹心板包括夹在外部结构片材之间的芯结构。由于制造夹心板中所使用的材料的活动性,因此需要有效的粘结溶液。

在这种情况下,两组分环氧树脂粘合剂已经广泛用作用于制造夹心板的粘结溶液。然而,由于其反应性,环氧树脂粘合剂通常需要高固化温度和/或长压制时间,这在工业生产过程中是不期望的。使用聚氨酯粘合剂,特别是,使用两组分氨基甲酸酯粘合剂的替代性粘结溶液已被使用并且已知在环境温度下,在不利的固化时间下提供延长的适用期(potlife)的优点。为了促进固化,这些系统通常需要催化剂,通常为有机金属化合物,例如像基于有机锡化合物或有机铋化合物的催化剂;或胺或胺类化合物的催化剂。然而不幸的是,这些催化剂所允许的较快固化或转化通常伴随适用期缩短。

制造夹心板的工业过程通常需要提供长开放时间和最小压制时间,同时提供可接受的固化时间的粘合剂组合物。声称提供长开放时间和快速的“即期”固化的基于聚氨酯的粘合剂在wo95/08579a1(schoener等人)和在us2012/0301729a1(schmider等人)中有所描述。然而,所公开的系统需要使用复杂的催化和/或固化系统,这进而将导致成本低效和复杂的生产过程。一些系统还使用公认有害的材料,诸如基于锡或铋的化合物,从而需要严格的clp分类。

在不争论与本领域中已知的粘合剂溶液相关联的技术优点的情况下,仍然存在对于提供长开放时间和低毒性的稳定且节省成本的粘合剂组合物的需要。根据以下描述,本公开的粘合剂组合物和方法的其它优点将是显而易见的。



技术实现要素:

根据一个方面,本公开涉及可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物,其包含:

a)包含至少一种多元醇的第一组分c1;

b)包含至少一种异氰酸酯的第二组分c2;

c)聚氨酯催化剂体系,该聚氨酯催化剂体系包含第一二环胺和第二二环胺;以及

d)任选地,颗粒填料材料。

在另一个方面,本公开涉及制造夹心板的方法,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,其中该方法包括使用如上所述的可固化组合物的步骤。

根据另一个方面,本公开涉及夹心板,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,并且该夹心板还包括使第一结构板粘结到芯层的一侧并且使第二结构板粘结到芯层的另一侧的固化组合物,其中固化组合物通过以下获得:将如上所述的可固化组合物的第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合,接着在高于聚氨酯催化剂体系的活化温度下加热可固化组合物。

在另一个方面,本公开涉及如上所述的可固化组合物用于制造夹芯板的用途,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板。

具体实施方式

根据第一方面,本公开涉及可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物,其包含:

a)包含至少一种多元醇的第一组分c1;

b)包含至少一种异氰酸酯的第二组分c2;

c)聚氨酯催化剂体系,该聚氨酯催化剂体系包含第一二环胺和第二二环胺;以及

d)任选地,颗粒填料材料。

在本公开的上下文中,已经意外地发现,如上所述的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物,具体地,包含聚氨酯催化剂体系的组合物提供关于开放时间的极佳特性和性能,该聚氨酯催化剂体系包含第一二环胺和第二二环胺。根据本公开的聚氨酯粘合剂组合物可达到超过20分钟的开放时间,同时维持极佳的固化时间特性,尤其在用于制造夹心板时。开放时间在夹心板制造领域中是熟知的参数,并且是指粘合剂施加之后重新定位仍然是可以的最大时间。在本公开的上下文中,开放时间根据在实验部分中所描述的测试方法测量。

此外,如本文所述的可固化的两组分聚氨酯粘合剂在储存下提供令人惊讶地良好的储存寿命,因为它们通常具备多于9个月的储存寿命。

根据本公开的聚氨酯粘合剂组合物的特征还在于就压制时间而言极佳的特性和性能。因为本文所使用的聚氨酯催化剂体系不包含任何有机金属化合物,例如像有机锡化合物或有机铋化合物,所以本公开的粘合剂组合物的特征在于低毒性。

由此,根据本公开的聚氨酯粘合剂组合物敏感粘合剂尤其适用于制造夹心板,因为它们提供用于制造涉及各种芯层和结构片材材料的广泛种类的夹心板的稳定、节省成本、便利且通用的粘结溶液。

用于本文的第一组分c1包含多元醇。本领域中通常已知的任何多元醇可在本公开的上下文中使用。由此,用于本文的多元醇没有具体限制。按照本具体实施方式,本领域的技术人员将容易识别用于本文的合适的多元醇。用于本文的示例性多元醇在us2012/0301729a1(schmider等人)中有所描述,该专利的内容在此以引用的方式全部引入。示例性多元醇包括但不限于脂族多元醇、芳族多元醇以及它们的任何组合。用于本文的多元醇可以是二醇、三醇或四醇。合适的芳族多元醇包括包含双酚a或双酚f部分的那些芳族多元醇。

根据一个具体方面,用于本文的多元醇选自由聚醚多元醇、聚酯多元醇以及它们任何组合或混合物组成的组。根据可固化的聚氨酯粘合剂组合物的一个有利方面,第一组分c1包含聚醚多元醇和聚酯多元醇。

在一个典型方面,基于组分c1的总重量,组分c1中的多元醇的总量小于60重量%、小于50重量%、小于40重量%或甚至小于30重量%。根据一个示例性方面,基于组分c1的总重量,组分c1中的多元醇的总量占10重量%和60重量%之间、15重量%和50重量%之间、15重量%和45重量%之间、20重量%和40重量%之间、20重量%和35重量%之间、或甚至20重量%和30重量%之间。

用于本文的第二组分c2包含异氰酸酯。本领域中通常已知的任何异氰酸酯可在本公开的上下文中使用。由此,用于本文的异氰酸酯没有具体限制。按照本具体实施方式,本领域的技术人员将容易识别用于本文的合适的异氰酸酯。用于本文的示例性异氰酸酯在us2012/0301729a1(schmider等人)中有所描述,该专利的内容在此以引用的方式全部引入。示例性异氰酸酯包括但不限于脂族异氰酸酯、芳族异氰酸酯以及它们的任何组合。合适的芳族异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、以及它们的任何聚合物、衍生物或混合物。合适的脂族异氰酸酯包括亚甲基二环亚己基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及它们的任何聚合物、衍生物或混合物。

在一个具体方面,用于第二组分c2的异氰酸酯可至少部分地以聚合物的形式,或以异氰酸酯和多异氰酸酯的组合的形式存在。

通常选择组分c2中的异氰酸酯的总量,使得组分c2中的异氰酸酯基团与对组分c1中的异氰酸酯基团有反应性的基团的比在包括在0.8和1.2之间、0.9和1.1之间,或甚至约1的范围内。

根据本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物还包含聚氨酯催化剂体系,该聚氨酯催化剂体系包含第一二环胺和第二二环胺。

用于本文的聚氨酯催化剂体系可包含在第一组分c1中和/或第二组分c2中。在根据本公开的可固化组合物的一个有利方面,第一二环胺和第二二环胺均包含在第一组分c1中或第二组分c2中。在本公开的一个优选方面,第一二环胺和第二二环胺均包含在第一组分c1中。在一个替代性方面,第一二环胺包含在第一组分c1中,并且第二二环胺包含在第二组分c2中。

本领域中通常已知的任何二环胺可在本公开的上下文中使用,只要第一二环胺和第二二环胺在结构上是不同的。因此,用于本文的二环胺没有具体限制。按照本具体实施方式,本领域的技术人员将容易识别用于本文的合适的二环胺。

根据一个有利方面,第一二环胺或第二二环胺中的至少一个是二环叔胺。在一个优选方面,第一二环叔胺和第二二环叔胺均是二环叔胺。

在用于本文的聚氨酯催化剂体系的另外优选的方面,第一二环胺或第二二环胺中的至少一个选自由氮杂二环胺、氮杂二环叔胺、二氮杂二环胺以及二氮杂二环叔胺组成的组。更优选地,第一二环胺和第二二环胺均选自由氮杂二环胺、氮杂二环叔胺、二氮杂二环胺以及二氮杂二环叔胺组成的组。

用于本文的合适的二环胺优选地选自由以下各项组成的组:1-氮杂二环[2.2.2]辛烷;8-氮杂二环[3.2.1]辛烷;n-甲基-8-氮杂二环[3.2.1]辛烷;1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯;1,5-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-5-烯;1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯;3,8-二氮杂二环[3.2.1]辛烷;1,4-二氮杂二环[3.2.2]壬烷;3,9-二氮杂二环[3.2.1]壬-1-烯;7,9-二氮杂二环[4.2.2]癸烷;1,4-二氮杂二环[4.4.0]癸烷;以及它们的任何组合。

根据一个有利方面,第一二环胺或第二二环胺中的至少一个是二氮杂二环叔胺。优选地,第一二环胺和第二二环胺均是二氮杂二环叔胺。

在另一个有利的方面,用于本文的二氮杂二环叔胺选自由以下各项组成的组:1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯;1,5-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-5-烯;1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯;1,4-二氮杂二环[3.2.2]壬烷;1,4-二氮杂二环[4.4.0]癸烷;以及它们的任何组合或混合物。

根据一个特别优选的方面,用于本文的二氮杂二环叔胺选自由以下各项组成的组:1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳烯-7;以及它们的任何组合或混合物。

根据另一个特别优选的方面,第一二环胺被选择为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,并且第二二环胺被选择为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷。在一个另选地优选的方面,第一二环胺被选择为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷,并且第二二环胺被选择为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯。

在根据本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物的一些方面,聚氨酯催化剂体系由如上所述的第一二环胺和第二二环胺组成。

聚氨酯催化剂体系可以任何合适的量存在于根据本公开的聚氨酯粘合剂组合物中。在一个典型方面,基于可固化组合物的总重量,聚氨酯催化剂体系的总量小于3.0重量%、小于2.5重量%、小于2.0重量%、小于1.5重量%、或甚至小于1.0重量%。根据一个示例性方面,基于可固化组合物的总重量,聚氨酯催化剂体系的总量占0.05重量%和3重量%之间、0.15重量%和2.0重量%之间、0.3重量%和1.5重量%之间、0.45重量%和1.5重量%之间、0.7重量%和1.5重量%之间、或甚至0.85重量%和1.5重量%之间。

在可固化组合物的一个典型方面,如所适用的,基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量小于2.0重量%、小于1.5重量%、或甚至小于1.0重量%。另外通常地,如所适用的,基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量高于0.1重量%、高于0.2重量%、高于0.4重量%、高于0.5重量%、高于0.6重量%。

根据一个有利方面,如所适用的,基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量占0.05重量%和2重量%之间、0.1重量%和1.5重量%之间、0.2重量%和1.0重量%之间、0.3重量%和1.0重量%之间、0.5重量%和1.0重量%之间、或甚至0.6重量%和1.0重量%之间。

在根据本公开的可固化组合物的一个有利方面,聚氨酯催化剂体系包含在组分c1中。

根据一个示例性方面,存在于可固化组合物中的第一二环胺与第二二环胺的重量比在2.5:1至1:2.5、2:1至1:2、1.5:1至1:1.5、1.2:1至1:1.2、1.15:1至1:1.15、或甚至1.1:1至1:1.1的范围内。

本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物可包含本领域中通常已知的任何另外的成分。示例性成分包括但不限于无机或有机填料、颜料、分散剂、流变改性剂、二氧化硅、增塑剂、纤维、溶剂、发泡剂、加速异氰酸酯基团的反应的催化剂、干燥剂、偶联剂、粘合促进剂、热稳定剂、uv稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、杀菌剂、消泡剂、润湿剂、表面活性剂、以及它们的任何组合或混合物。

根据一个有利方面,本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物还包含填料材料,特别是,颗粒填料材料。本领域中通常已知的任何填料材料,特别是颗粒填料材料可在本公开的上下文中使用。

在一个典型方面,此填料材料包含在组分c1中或组分c2中。根据一个示例性方面,如所适用的,基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的颗粒填料材料的总量高于40重量%、高于45重量%、高于50重量%、高于55重量%、高于60重量%、或甚至高于65重量%。有利地,基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的颗粒填料材料的总量占40重量%和85重量%之间、45重量%和85重量%之间、50重量%和80重量%之间、55重量%和80重量%之间、60重量%和75重量%之间、或甚至65重量%和75重量%之间。

根据本公开的一个具体方面,颗粒填料材料全部包含在组分c1中。

有利地,用于本文的颗粒填料材料选自由无机或有机颗粒填料材料,尤其是无机颗粒填料材料组成的组。

在一个典型实施中,颗粒填料材料选自由以下各项组成的组:研磨或沉淀碳酸钙,任选地涂覆有例如脂肪酸或脂肪酸酯;炭黑;热解二氧化硅;二氧化硅;高岭土;pvc;氧化铝;纤维;以及它们的任何组合或混合物。

优选地,颗粒填料材料选自由碳酸钙,特别是使用脂肪酸或脂肪酸酯例如像硬脂酸钙处理的研磨碳酸钙组成的组。

根据一个有利方面,颗粒填料材料具有高于3μm、高于5μm、高于6μm、高于8μm、或甚至高于10μm的平均粒度。优选地,颗粒填料材料具有包括在3μm和10μm之间、4μm和8μm之间、或甚至5μm和8μm之间的平均粒度。平均粒度通常通过根据测试方法iso13317-3:2001的引力技术测量。

根据本公开的一个有利方面,可固化组合物基本上不含聚氨酯金属催化剂,特别是,基本上不含基于有机锡化合物、有机铋化合物、有机锌化合物或有机锆化合物的聚氨酯催化剂。在本公开的上下文中,术语“基本上不含”是指指定相关化合物的通常小于1重量%、小于0.5重量%、或甚至小于0.1重量%的量。

在另一个有利方面,根据本公开的可固化组合物是不可发泡或非发泡组合物。

本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物可根据本领域技术人员已知的工艺制备。有利地,可固化组合物的各种成分在用于制备可固化组合物之前是无水的或至少干燥的。制备通常使用惰性气体诸如氮气在保护性环境下进行。优选地,制备并在密封防止潮湿的单独容器中储存组分c1和c2。

本公开的两组分聚氨酯粘合剂组合物在组分c1和c2混合时固化。优选地选择待与组分c1混合的组分c2的量,使得组分c2中的异氰酸酯基团与对组分c1中的异氰酸酯基团有反应性的基团的比在包括在0.8和1.2之间、0.9和1.1之间或甚至约1的范围内。混合操作可通过静态或动态搅拌器进行。

第一组分c1与第二组分c2的重量混合比通常在1:1至10:1、1.5:1至8:1、1.5:1至6:1、或甚至2:1至5:1的范围内。

根据一个有利方面,当根据在实验部分中所描述的测试方法在20℃和65%的相对湿度下测量时,根据本公开的可固化组合物具有高于5分钟、高于10分钟、高于15分钟、或甚至高于20分钟的开放时间。

由本公开的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物提供的相对长的开放时间使其特别适用于制造夹心板。长开放时间在夹心板生产操作中允许较高的误差容差和增加的柔性。在生产涉及相对大的部分的夹心板时,这是特别有利的。

根据另一个有利方面,当根据在实验部分中所描述的测试方法在40℃下测量时,根据本公开的可固化组合物具有小于20分钟、小于15分钟、小于12分钟、小于10分钟、或甚至小于8分钟的压制时间。压制时间在夹心板制造领域中是熟知的参数,并且是指在热压操作过程中,可固化粘合剂组合物聚合所需要的时间。在本公开的上下文中,压制时间根据在实验部分中所描述的测试方法测量。最小压制时间在夹心板生产操作中是非常有利的,因为这允许更快和更加节省成本的生产。

根据另一个有利方面,当根据在实验部分中所描述的测试方法在20℃和50%的相对湿度下储存之后测定时,根据本公开的可固化组合物具有多于3个月、多于6个月、或甚至多于9个月的储存寿命。

在另一个方面,本公开涉及制造夹心板的方法,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,其中该方法包括使用如上所述的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物的步骤。

根据一个具体方面,制造夹心板的方法包括以下步骤:

a)将第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合,从而形成可固化组合物,其中聚氨酯催化剂体系在高于阈值温度的温度下活化;

b)将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第一结构板上;

c)使芯层与施加在第一结构板上的可固化组合物接触;

d)将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第二结构板上;

e)使芯层与施加在第二结构板上的可固化组合物接触,从而形成多层组件;以及

f)在高于阈值温度的温度下加热在步骤e)中获得多层组件。

根据该方法的一个优选方面,进行将第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合的步骤,之后立即进行将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第一结构板上的步骤。

在一个示例性方面,优选地通过热压,在以下温度下进行加热多层组件的步骤:包括在30℃和100℃之间、30℃和80℃之间、30℃和70℃之间、35℃和60℃之间、35℃和55℃之间、或甚至35℃和50℃之间。

根据本公开的方法适用于制造本领域中通常已知的任何夹心板。按照本公开,本领域的技术人员可容易识别用于本文的示例性夹心结构。

用于本文的合适的夹心结构包括但不限于包括选自由以下各项组成的组的芯层的那些夹心结构:纤维芯(例如像无机或矿物棉)、开孔和闭孔结构泡沫(例如像聚氯乙烯、聚氨酯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯或金属泡沫)、膨胀或挤出泡沫(例如像聚合物-聚氨酯、环氧树脂、金属-铝泡沫)、合成泡沫、固体芯(例如像木材-轻木;聚合物-环氧树脂芯)、蜂窝结构(例如像金属-铝、钢;诺梅克斯-浸渍在树脂(环氧树脂、酚树脂或聚酰胺)中的芳纶纤维蜂窝结构)、以及它们的任何组合。

用于本文的示例性(第一和第二)结构板包括但不限于包含选自由以下各项组成的组的材料的那些结构板:frp(纤维强化聚合物-热塑性和热固性)、聚合物、木材、芳纶片材、金属(例如像铝、钛、钢)、陶瓷、玻璃或碳纤维-强化热塑性或热固性聚合物(例如像不饱和聚酯或环氧树脂)的层合体、以及它们的任何组合。

根据制造夹心板的方法的一个有利方面,芯层由选自由以下各项组成的组的材料制成:矿物棉,特别是,石棉和玻璃棉;聚烯烃;聚酯;聚苯乙烯;金属;木材;橡胶;非织造物;以及它们的任何组合或混合物。

有利地,芯层是泡沫层,特别是,聚乙烯泡沫层、聚酯泡沫层或聚氨酯泡沫层。另选地,芯层包含蜂窝结构。

根据制造夹心板的方法的另一个有利方面,第一结构板和/或第二结构板由选自由以下各项组成的组的材料制成:金属,特别是,铝、铝合金、不锈钢;木材;聚烯烃;以及它们的任何组合或混合物。

根据另一个方面,本公开涉及使可固化组合物固化的方法,该方法包括以下步骤:

a)提供包含第一组分c1、第二组分c2以及任选地颗粒填料材料的两组分(热-)可固化组合物,该第一组分c1包含至少一种多元醇,该第二组分c2包含至少一种异氰酸酯;

b)提供包含第一二环胺和第二二环胺的(热活化)聚氨酯催化剂体系,其中聚氨酯催化剂体系在高于阈值温度的温度下活化;以及

c)在高于阈值温度的温度下加热可固化组合物,以便通过活化聚氨酯催化剂体系实现该可固化组合物的固化。

根据另一个方面,本公开涉及夹心板,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,并且该夹心板还包括使第一结构板粘结到芯层的一侧并且使第二结构板粘结到芯层的另一侧的固化组合物,其中固化组合物通过以下获得:将如上所述的可固化组合物的第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合,接着在高于聚氨酯催化剂体系的活化温度下加热可固化组合物。

根据夹心板的一个有利方面,芯层由选自由以下各项组成的组的材料制成:矿物棉,特别是,石棉和玻璃棉;聚烯烃;聚酯;聚苯乙烯;金属;木材;橡胶;非织造物;以及它们的任何组合。

有利地,芯层是泡沫层,特别是,聚乙烯泡沫层、聚酯泡沫层或聚氨酯泡沫层。另选地,芯层包含蜂窝结构。

根据夹心板的另一个有利方面,第一结构板和/或第二结构板由选自由以下各项组成的组的材料制成:金属,特别是,铝、铝合金、不锈钢;木材;聚烯烃;以及它们的任何组合或混合物。

在本公开的另一个方面,提供了包含如上所述的第一二环胺和第二二环胺的聚氨酯催化剂体系。在一个具体方面,聚氨酯催化剂体系由如上所述的第一二环胺和第二二环胺组成。

本公开还涉及如上所述的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物用于制造夹心板的用途,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板。

在另一个方面,本公开涉及如上所述的第一二环胺和第二二环胺的组合用于制备可固化聚氨酯组合物的用途,特别是,用于制备可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物。

在另一个方面,本公开涉及如上所述的第一二环胺和第二二环胺的组合作为聚氨酯催化剂体系的用途,特别是,作为氨基甲酸酯促进的催化剂体系,更特别是,作为异氰酸酯基团反应的加速剂。

在另一个方面,本公开涉及如上所述的夹心板用于工业应用的用途,特别是,用于运输市场应用,尤其是汽车和航空应用,或用于建筑市场应用。

项目1是(热-)可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物,其包含:

a)包含至少一种多元醇的第一组分c1;

b)包含至少一种异氰酸酯的第二组分c2;

c)(热活化)聚氨酯催化剂体系,该聚氨酯催化剂体系包含第一二环胺和第二二环胺;以及

d)任选地,颗粒填料材料。

项目2是根据项目1所述的可固化组合物,其中第一二环胺或第二二环胺中的至少一个是二环叔胺,优选地其中第一二环叔胺和第二二环叔胺均是二环叔胺。

项目3是根据项目1或2中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺或第二二环胺中的至少一个选自由氮杂二环胺、氮杂二环叔胺、二氮杂二环胺以及二氮杂二环叔胺组成的组;优选地其中第一二环胺和第二二环胺均选自由氮杂二环胺、氮杂二环叔胺、二氮杂二环胺以及二氮杂二环叔胺组成的组。

项目4是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺和第二二环胺选自由以下各项组成的组:1-氮杂二环[2.2.2]辛烷;8-氮杂二环[3.2.1]辛烷;n-甲基-8-氮杂二环[3.2.1]辛烷;1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯;1,5-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-5-烯;1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯;3,8-二氮杂二环[3.2.1]辛烷;1,4-二氮杂二环[3.2.2]壬烷;3,9-二氮杂二环[3.2.1]壬-1-烯;7,9-二氮杂二环[4.2.2]癸烷;1,4-二氮杂二环[4.4.0]癸烷;以及它们的任何组合。

项目5是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺或第二二环胺中的至少一个是二氮杂二环叔胺,优选地其中第一二环胺和第二二环胺均是二氮杂二环叔胺。

项目6是根据项目5所述的可固化组合物,其中二氮杂二环叔胺选自由以下各项组成的组:1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯;1,5-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-5-烯;1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯;1,4-二氮杂二环[3.2.2]壬烷;1,4-二氮杂二环[4.4.0]癸烷;以及它们的任何组合。

项目7是根据项目5或6中任一项所述的可固化组合物,其中二氮杂二环叔胺选自由以下各项组成的组:1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷;1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯;以及它们的任何组合。

项目8是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中聚氨酯催化剂体系包含在组分c1中和/或组分c2中。

项目9是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺和第二二环胺均包含在第一组分c1中或第二组分c2中。

项目10是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺包含在第一组分c1中,并且第二二环胺包含在第二组分c2中。

项目11是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺被选择为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,并且第二二环胺被选择为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷。

项目12是根据项目1至11中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺被选择为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷,并且第二二环胺被选择为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯。

项目13是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中(热活化)聚氨酯催化剂体系由第一二环胺和第二二环胺组成。

项目14是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一组分c1包含选自由以下各项组成的组的多元醇:聚醚多元醇、聚酯多元醇、以及它们的任何组合或混合物。

项目15是根据项目14所述的可固化组合物,其中第一组分c1包含聚醚多元醇和聚酯多元醇。

项目16是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1的总重量,组分c1中的多元醇的总量小于60重量%、小于50重量%、小于40重量%、或甚至小于30重量%。

项目17是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1的总重量,组分c1中的多元醇的总量占10重量%和60重量%之间、15重量%和50重量%之间、15重量%和45重量%之间、20重量%和40重量%之间、20重量%和35重量%之间、或甚至20重量%和30重量%之间。

项目18是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于可固化组合物的总重量,聚氨酯催化剂体系的总量小于3.0重量%、小于2.5重量%、小于2.0重量%、小于1.5重量%、或甚至小于1.0重量%。

项目19是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于可固化组合物的总重量,聚氨酯催化剂体系的总量占0.05重量%和3重量%之间、0.15重量%和2.0重量%之间、0.3重量%和1.5重量%之间、0.45重量%和1.5重量%之间、0.7重量%和1.5重量%之间、或甚至0.85重量%和1.5重量%之间。

项目20是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量小于2.0重量%、小于1.5重量%、或甚至小于1.0重量%。

项目21是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量高于0.1重量%、高于0.2重量%、高于0.4重量%、高于0.5重量%、高于0.6重量%。

项目22是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的聚氨酯催化剂体系的总量占0.05重量%和2重量%之间、0.1重量%和1.5重量%之间、0.2重量%和1.0重量%之间、0.3重量%和1.0重量%之间、0.5重量%和1.0重量%之间、或甚至0.6重量%和1.0重量%之间。

项目23是根据项目21或22中任一项所述的可固化组合物,其中聚氨酯催化剂体系包含在组分c1中。

项目24是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中第一二环胺与第二二环胺的重量比在2.5:1至1:2.5、2:1至1:2、1.5:1至1:1.5、1.2:1至1:1.2、1.15:1至1:1.15、或甚至1.1:1至1:1.1的范围内。

项目25是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的颗粒填料材料的总量高于40重量%、高于45重量%、高于50重量%、高于55重量%、高于60重量%、或甚至高于65重量%。

项目26是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中基于组分c1或组分c2的总重量,组分c1中或组分c2中的颗粒填料材料的总量占40重量%和85重量%之间、45重量%和85重量%之间、50重量%和80重量%之间、55重量%和80重量%之间、60重量%和75重量%之间、或甚至65重量%和75重量%之间。

项目27是根据项目25或26中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料包含在组分c1中。

项目28是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料选自由无机或有机颗粒填料材料,特别是,无机颗粒填料材料组成的组。

项目29是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料选自由以下各项组成的组:研磨或沉淀碳酸钙,任选地涂覆有例如脂肪酸或脂肪酸酯;炭黑;热解二氧化硅;二氧化硅;高岭土;pvc;氧化铝;纤维;以及它们的任何组合或混合物。

项目30是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料选自由碳酸钙,特别是,硬脂酸钙处理的研磨碳酸钙组成的组。

项目31是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料具有高于3μm、高于5μm、高于6μm、高于8μm、或甚至高于10μm的平均粒度。

项目32是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,其中颗粒填料材料具有包括在3μm和10μm之间、4μm和8μm之间、或甚至5μm和8μm之间的平均粒度。

项目33是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,该可固化组合物基本上不含聚氨酯金属催化剂,特别是,基本上不含基于有机锡化合物或有机铋化合物的聚氨酯催化剂。

项目34是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,该可固化组合物是不可发泡的。

项目35是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,当根据在实验部分中所描述的测试方法在20℃和65%的相对湿度下测量时,该可固化组合物具有高于5分钟、高于10分钟、高于15分钟、或甚至高于20分钟的开放时间。

项目36是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,当根据在实验部分中所描述的测试方法在40℃下测量时,该可固化组合物具有小于20分钟、小于15分钟、小于12分钟、小于10分钟、或甚至小于8分钟的压制时间。

项目37是根据前述项目中任一项所述的可固化组合物,当根据在实验部分中所描述的测试方法在20℃和50%的相对湿度下储存之后测定时,该可固化组合物具有多于3个月、多于6个月、或甚至多于9个月的储存寿命。

项目38是制造夹心板的方法,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,其中该方法包括使用根据前述项目中任一项所述的可固化组合物的步骤。

项目39是根据项目38所述的方法,该方法包括以下步骤:

a)将第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合,从而形成可固化组合物,其中聚氨酯催化剂体系在高于阈值温度的温度下活化;

b)将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第一结构板上;

c)使芯层与施加在第一结构板上的可固化组合物接触;

d)将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第二结构板上;

e)使芯层与施加在第二结构板上的可固化组合物接触,从而形成多层组件;以及

f)在高于阈值温度的温度下加热在步骤e)中获得多层组件。

项目40是根据项目39所述的方法,其中进行将第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合的步骤,之后立即进行将在步骤a)中获得的可固化组合物施加在第一结构板上的步骤。

项目41是根据项目38至40中任一项所述的方法,其中优选地通过热压,在以下温度下进行加热多层组件的步骤:包括在30℃和100℃之间、30℃和80℃之间、30℃和70℃之间、35℃和60℃之间、35℃和55℃之间、或甚至35℃和50℃之间。

项目42是根据项目38至41中任一项所述的方法,其中芯层由选自由以下各项组成的组的材料制成:矿物棉,特别是,石棉和玻璃棉;聚烯烃;聚酯;聚苯乙烯;金属;木材;橡胶;非织造物;以及它们的任何组合。

项目43是根据项目38至42中任一项所述的方法,其中芯层是泡沫层,特别是,聚乙烯泡沫层、聚酯泡沫层或聚氨酯泡沫层。

项目44是根据项目38至42中任一项所述的方法,其中芯层包含蜂窝结构。

项目45是根据项目38至43中任一项所述的方法,其中第一结构板和/或第二结构板由选自由以下各项组成的组的材料制成:金属,特别是,铝、铝合金、不锈钢;木材;聚烯烃;以及它们的任何组合。

项目46是固化可固化组合物的方法,该方法包括以下步骤:

a)提供包含第一组分c1、第二组分c2以及任选地颗粒填料材料的两组分(热-)可固化组合物,该第一组分c1包含至少一种多元醇,该第二组分c2包含至少一种异氰酸酯;

b)提供包含第一二环胺和第二二环胺的(热活化)聚氨酯催化剂体系,其中聚氨酯催化剂体系在高于阈值温度的温度下活化;以及

c)在高于阈值温度的温度下加热可固化组合物,以便通过活化聚氨酯催化剂体系实现该可固化组合物的固化。

项目47是夹心板,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板,并且该夹心板还包括使第一结构板粘结到芯层的一侧并且使第二结构板粘结到芯层的另一侧的固化组合物,其中固化组合物通过以下获得:将如项目1至37中任一项所述的可固化组合物的第一组分c1、第二组分c2以及聚氨酯催化剂体系混合,接着在高于聚氨酯催化剂体系的活化温度下加热可固化组合物。

项目48是根据项目47所述的夹心板,其中芯层由选自由以下各项组成的组的材料制成:矿物棉,特别是,石棉和玻璃棉;聚烯烃;聚酯;聚苯乙烯;金属;木材;橡胶;非织造物;以及它们的任何组合。

项目49是根据项目47或48中任一项所述的夹心板,其中芯层是泡沫层,特别是,聚乙烯泡沫层、聚酯泡沫层或聚氨酯泡沫层。

项目50是根据项目47至49中任一项所述的夹心板,其中芯层包含蜂窝结构。

项目51是根据项目47至50中任一项所述的夹心板,其中第一结构板和/或第二结构板由选自由以下各项组成的组的材料制成:金属,特别是,铝、铝合金、不锈钢;木材;聚烯烃;以及它们的任何组合。

项目52是聚氨酯催化剂体系,该聚氨酯催化剂体系包含如项目1至37中任一项所述的第一二环胺和第二二环胺(或由其组成)。

项目53是根据项目1至37中任一项所述的可固化组合物用于制造夹心板的用途,该夹心板包括至少芯层、至少第一结构板以及至少第二结构板。

项目54是如项目1至37中任一项所述的第一二环胺和第二二环胺的组合用于制备可固化聚氨酯组合物的用途,特别是,用于制备可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物。

项目55是如项目1至37中任一项所述的第一二环胺和第二二环胺的组合作为聚氨酯催化剂体系的用途,特别是,作为聚氨基甲酸酯促进的催化剂体系,更特别是,作为异氰酸酯基团反应的加速剂。

项目56是根据项目47至51中任一项所述的夹心板用于工业应用的用途,特别是,用于运输市场应用,尤其是汽车和航空应用,或用于建筑市场应用。

实施例

本公开通过下列实例进一步说明。这些实例仅仅是用于示例性目的,并且无意于限制所附权利要求书的范围。

测试方法和程序

开放时间

在气候室(20℃和65%相对湿度)中,使用普通注射器将可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物样品以多个条带施加在100mm×100mm不锈钢片材上,该不锈钢片材具有0.6mm的厚度并具有提供高于36达因/厘米的表面能的表面处理。

这些条带具有约100mm的长度、约3mm的宽度,并且以10mm间隔彼此隔开。施加之后,立即启动计时表。将可从陶氏化学公司(thedowchemicalcompany)获得并具有以下尺寸:30mm×50mm×25mm的一片styrofoamtm(膨胀的聚苯乙烯泡沫)沿条带纵向放置在含有条带的基材上。每30秒一次使用轻微的手指压力使一片膨胀的聚苯乙烯泡沫压贴基材,并且检查styrofoamtm片的正确润湿。当将聚苯乙烯泡沫片压制到样品条带上并立即移除之后,发生组合物转移到聚苯乙烯泡沫片的表面而没有粘连丝(stringing)(没有细丝(cording))时,确保膨胀的聚苯乙烯泡沫片通过粘合剂样品的正确润湿。记录聚苯乙烯泡沫片通过到表面的组合物的正确润湿不再被确保的时间。组合物样品测试3次,并且结果以秒表达并表示来自三次测量的平均值。

压制时间

在气候室(20℃和65%相对湿度)中,将可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物样品施加在100mm×100mm不锈钢片材上,该不锈钢片材具有0.6mm的厚度并具有提供高于36达因/厘米的表面能的表面处理。使用普通注射器并且沿基材的整个长度以九个条带施加样品组合物。这些条带具有约100mm的长度、约3mm的宽度,并且以约10mm的间隔彼此隔开。将可从陶氏化学公司以商品名styrofoamtm获得并具有以下尺寸:10cm×10cm和10cm厚度的挤出聚苯乙烯(xps)的芯层放置到含有条带的不锈钢片材上,并且使用手动压力压制。使用如以上所述的完全相同的程序并使用完全相同的量的可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物来制备第二个类似的表面处理的不锈钢片材(尺寸10cm×10cm和1cm厚度)。将如此制备的第二个表面处理的不锈钢片材齐平放置到挤出聚苯乙烯(xps)的芯层的暴露的表面上,并且使用手动压力压制,从而获得测试夹心板。然后将测试夹心板放置在40℃下自动压力机(fontijnelabecon系列300,可从fontijnegrotnes商购获得)中,并使用10kn的压力压制。同时,启动计时表。每30秒检查一次,将压制样品从自动压力机移除,并且检查失效模式。当通过使用手动力拉动外部平板基材中的一个打开压制的测试夹心板之后,在芯层内发现表面裂开(与在芯层和平板基材之间的界面处的粘合剂失效相反)时,压制时间被认为是充足的,并且失效模式被认为是正确的。记录观察到正确失效的时间。样品组合物测试3次,并且结果以秒表达并表示来自三次测量的平均值。

储存寿命

根据以下准则,在环境条件(20℃和50%相对湿度)下储存之后测定根据本公开的可固化组合物的储存寿命:检查混合之后的视觉外观、反应性和粘性,并且应保持不变。

所采用的材料

voranolrn490:聚醚多元醇,可从美国陶氏化学公司商购获得。

第一特等级蓖麻油:聚酯多元醇,可从法国loirethaetjens商购获得。

holcoflex黑216d:颜料,可从荷兰holcoflex商购获得。

anti-terrau:分散剂,可从德国毕克助剂(bykadditives)公司商购获得。

毕克9076:分散剂,可从德国毕克助剂(bykadditives)公司商购获得。

膨润土38:流变改性剂,可从英国海明斯公共有限公司(elementisplc)商购获得。

calcitmx20:碳酸钙填料,可从德国sh矿业有限责任公司(shmineralsgmbh,germany)商购获得。

欧米亚blh:碳酸钙填料,可从法国欧米亚(omya)公司商购获得。

exxsold80:烃溶剂,可从法国埃克森美孚(exxonmobil)公司商购获得。

催化剂a-33:基于1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的聚氨酯催化剂,可从美国迈图(momentive)公司商购获得。

tibkat318:基于锡的聚氨酯催化剂,可从德国tib化学品公司(tibchemicals,germany)商购获得。

tibkat716:基于铋的聚氨酯催化剂,可从德国tib化学品公司商购获得。

alchemdbu:基于1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的聚氨酯催化剂,可从法国空气产品(airproducts)公司商购获得。

dabco8154:基于1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的聚氨酯催化剂,可从法国空气产品公司商购获得。

voramermn2115:聚合mdi,可从美国陶氏化学公司商购获得。

两部分聚氨酯粘合剂组合物的制备

根据针对实施例1概述的一般程序制备实施例1和比较例c-1至c-3的两部分聚氨酯粘合剂组合物:

第一组分c1(多元醇)的制备

通过在15分钟过程中,在搅拌器(具有另外的特氟隆刀片和分散板的dispermatve10m)中以800rpm混合多元醇、颜料、分散剂来制备组分c1。然后在至少2个小时的过程中,添加填料材料并以1000rpm混合。当温度低于45℃时,最后添加溶剂和催化剂体系,并且在30分钟的过程中维持混合。

第二组分c2(mdi异氰酸酯)

使用如从陶氏化学公司以商品名voramermn2115购买的聚合mdi。

组分c1和组分c2的混合

通过手动混合实现部分c1和c2的混合。根据100/25(或4:1)的第一组分c1与第二组分c2的重量混合比混合组分c1和组分c2。

实施例

实施例1和比较例c-1至c-3

在实施例1中,通过混合组分c1和c2制备可固化的两组分聚氨酯粘合剂组合物,其中组分c1包含根据本公开的聚氨酯催化剂体系,即包含第一二环胺(dbu)和第二二环胺(dabco)。通过混合组分c1和c2制备比较例c-1,其中组分c1包含非根据本公开的聚氨酯催化剂体系,即仅包含一种二环胺(dabco)。通过混合组分c1和c2制备比较例c-2,其中组分c1包含非根据本公开的聚氨酯催化剂体系,即包含一种二环胺(dabco)和基于锡的聚氨酯催化剂。通过混合组分c1和c2制备比较例c-3,其中组分c1包含非根据本公开的聚氨酯催化剂体系,即包含一种二环胺(dabco)和基于铋的聚氨酯催化剂。c1和c2组分中的成分和它们的量在表1和表2中示出。通过在一次性杯中手动混合相应的c1和c2组分来制备可固化组合物。根据以上给出的一般程序进行样品的挤出、固化以及测验。测试结果在表3中示出。

表1:组分c1的组成。

表2:组分c2的组成。

表3:固化的聚氨酯粘合剂组合物的特性。

备注:(*)如在测试方法部分中所描述的来测量。

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