專利名稱：固化性和固化的粘合劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明描述了固化性粘合劑組合物、固化的粘合劑組合物及包含固化的粘合劑組合物的制品。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)粘合劑通常為熱固性組合物，其可用于代替或增強(qiáng)常規(guī)的連接技術(shù)，諸如螺釘、螺栓、釘子、U形釘、鉚釘和金屬熔合工藝(諸如焊接、硬釬焊和軟釬焊)。結(jié)構(gòu)粘合劑用于諸如汽車和航空行業(yè)范圍內(nèi)的多種應(yīng)用。要可用作結(jié)構(gòu)粘合劑，需要良好的機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊性。結(jié)構(gòu)粘合劑粘合體的物理特性取決于結(jié)構(gòu)粘合劑與施加有該結(jié)構(gòu)粘合劑的基底表面之間的相互作用。在理想的條件下，將結(jié)構(gòu)粘合劑施加至清潔表面；然而，一些基底的表面被諸如各種油和潤(rùn)滑劑的含烴物質(zhì)所污染。油污染在為車輛(如汽車)的一部分的基底上并不少見(jiàn)。油污染的存在可導(dǎo)致粘合劑/基底界面處不期望的粘結(jié)失效。可能難以將含烴物質(zhì)從基底的表面移除。諸如干擦和/或使用壓縮空氣的機(jī)械處理往往會(huì)在表面上留下含烴物質(zhì)的薄層。液體清潔組合物可能有效，但這些組合物通常需要進(jìn)行收集和再利用或丟棄。另外，清潔步驟之后通常需要進(jìn)行干燥步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述了固化性粘合劑組合物和固化的粘合劑組合物。所述固化性粘合劑組合物通常為兩部分環(huán)氧基結(jié)構(gòu)粘合劑。所述固化的粘合劑組合物可用于各種應(yīng)用，諸如其中將固化性粘合劑組合物施加至清潔表面或被含烴物質(zhì)污染的表面的那些應(yīng)用。該固化的粘合劑組合物可用作結(jié)構(gòu)粘合劑。在第一方面，提供了包含第一部分和第二部分的固化性粘合劑組合物。該固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂、b)固化劑、c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑和d)韌化劑。環(huán)氧樹(shù)脂和反應(yīng)性液態(tài)改性劑在固化性粘合劑組合物的第一部分中，而固化劑在固化性粘合劑組合物的第二部分中。韌化劑可在固化性粘合劑組合物的第一部分中、第二部分中或第一部分和第二部分兩者中。固化劑具有至少兩個(gè)式-NR1H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基。反應(yīng)性液態(tài)改性劑為式(I)的化合物。R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)各基團(tuán)R2獨(dú)立地為氫或烷基。基團(tuán)R3為脂族基團(tuán)，其具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)二價(jià)環(huán)氧乙烷基團(tuán)。在第二方面，提供了包含固化性粘合劑組合物反應(yīng)產(chǎn)物的固化的粘合劑組合物。 該固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂、b)固化劑、c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑和d)韌化劑。 所述固化劑具有至少兩個(gè)式-NR1H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基。反應(yīng)性液態(tài)改性劑為式(I)的化合物。
R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)各基團(tuán)R2獨(dú)立地為氫或烷基。基團(tuán)R3為脂族基團(tuán)，其具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)二價(jià)環(huán)氧乙烷基團(tuán)。在第三方面，提供了一種制品，其包括第一表面、第二表面和設(shè)置在第一表面與第二表面之間的固化的粘合劑組合物。所述固化的粘合劑組合物包含固化性粘合劑組合物的反應(yīng)產(chǎn)物。該固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂、b)固化劑、c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑和 d)韌化劑。所述固化劑具有至少兩個(gè)式-NI^H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基。 反應(yīng)性液態(tài)改性劑為式(I)的化合物。R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)各基團(tuán)R2獨(dú)立地為氫或烷基?；鶊F(tuán)R3為脂族基團(tuán)，其具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)二價(jià)環(huán)氧乙烷基團(tuán)。本發(fā)明的上述發(fā)明內(nèi)容并非旨在描述本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方式。下面的具體實(shí)施方式
和實(shí)例更具體地舉例說(shuō)明了這些實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明描述了固化性粘合劑組合物和為固化性粘合劑組合物反應(yīng)產(chǎn)物的固化的粘合劑組合物。更具體地講，固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂、b)固化劑、c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑和d)韌化劑。所述固化的粘合劑組合物可用作例如結(jié)構(gòu)粘合劑以將兩個(gè)表面粘結(jié)在一起。結(jié)構(gòu)粘合劑可在將各種表面粘結(jié)在一起的過(guò)程中用于例如替代或增強(qiáng)常規(guī)的連接構(gòu)件，諸如焊接件或機(jī)械緊固件。所述固化性粘合劑組合物通常呈兩部分組合物的形式。通常在使用固化性粘合劑組合物之前將環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑分離。即，環(huán)氧樹(shù)脂通常在固化性粘合劑組合物的第一部分中，固化劑通常在固化性粘合劑組合物的第二部分中。第一部分可包含不與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)或與環(huán)氧樹(shù)脂的僅一部分反應(yīng)的其他組分。同樣，第二部分可包含不與固化劑反應(yīng)或與固化劑的僅一部分反應(yīng)的其他組分。通常將反應(yīng)性液態(tài)改性劑添加到第一部分中，以避免與固化劑過(guò)早反應(yīng)。韌化劑和諸如驅(qū)油劑的其他任選組分可包含在第一部分中、第二部分中或第一部分和第二部分兩者中。當(dāng)?shù)谝徊糠趾偷诙糠只旌显谝黄饡r(shí)，各種組分反應(yīng)形成固化的粘合劑組合物。包含在第一部分中的環(huán)氧樹(shù)脂每個(gè)分子包含至少一個(gè)環(huán)氧官能團(tuán)(即，環(huán)氧乙烷基團(tuán))。如本文所用，術(shù)語(yǔ)環(huán)氧乙烷基團(tuán)指以下二價(jià)基團(tuán)。
權(quán)利要求
1.一種具有第一部分和第二部分的固化性粘合劑組合物，所述固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂，其中所述環(huán)氧樹(shù)脂在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中；b)固化劑，所述固化劑具有至少兩個(gè)式-NR1H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基，其中所述固化劑在所述固化性粘合劑組合物的所述第二部分中；c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑，其在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中，所述反應(yīng)性液態(tài)改性劑由式(I)表示R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)其中R2為氫或烷基；且R3為脂族基團(tuán)，所述脂族基團(tuán)具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)環(huán)氧乙烷基團(tuán)；和d)韌化劑，其中所述韌化劑在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中、在所述第二部分中或在所述第一部分和所述第二部分兩者中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化性粘合劑組合物，其中基團(tuán)R3包含部分環(huán)氧化的聚(1， 3-鏈烷二烯烴)或共-聚(1，3-鏈烷二烯烴)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固化性粘合劑組合物，其中所述反應(yīng)性液態(tài)改性劑包含如下⑴和⑵的反應(yīng)產(chǎn)物(1)乙酰醋酸烷基酯，(2)部分環(huán)氧化并且具有末端羥基基團(tuán)的聚(1，3-鏈烷二烯烴)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的固化性粘合劑組合物，其還包含在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中、在所述第二部分中或在所述第一部分和所述第二部分兩者中的驅(qū)油劑，其中所述驅(qū)油劑可溶于所述固化性粘合劑組合物中，并且表面張力在15達(dá)因/厘米至32達(dá)因/厘米的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固化性粘合劑組合物，其中所述驅(qū)油劑的溶解度參數(shù)在6至 UcalM/cm1·5的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的固化性粘合劑組合物，其中所述驅(qū)油劑選自烷烴、烷基醇、縮水甘油酯、環(huán)狀萜烯、環(huán)狀萜烯氧化物、單酯、二酯、三酯、磷酸三烷基酯、環(huán)氧烷烴、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基烷基酯或它們的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的固化性粘合劑組合物，其中所述環(huán)氧樹(shù)脂包含具有二至四個(gè)縮水甘油基基團(tuán)的縮水甘油醚。
8.一種固化的粘合劑組合物，其包含固化性粘合劑組合物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂；b)固化劑，所述固化劑具有至少兩個(gè)式-NR1H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基；c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑，其由式(I)表示 R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)其中R2為氫或烷基；且R3為脂族基團(tuán)，所述脂族基團(tuán)具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)環(huán)氧乙烷基團(tuán)；和d)韌化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固化的粘合劑組合物，其中所述反應(yīng)性液態(tài)改性劑包含如下 (1)和O)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)乙酰醋酸烷基酯，( 部分環(huán)氧化并且具有末端羥基基團(tuán)的聚 (1，3-鏈烷二烯烴)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的固化的粘合劑組合物，其還包含在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中、在所述第二部分中或在所述第一部分和所述第二部分兩者中的驅(qū)油劑，其中所述驅(qū)油劑可溶于所述固化性粘合劑組合物中，并且表面張力在15達(dá)因/厘米至32達(dá)因/厘米的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固化的粘合劑組合物，其中所述驅(qū)油劑的溶解度參數(shù)在6至 UcalM/cm1·5的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的固化的粘合劑組合物，其中所述固化的粘合劑組合物的沖擊剝離強(qiáng)度大于13牛頓/毫米。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的固化的粘合劑組合物，其中所述環(huán)氧樹(shù)脂包含具有二至四個(gè)縮水甘油基基團(tuán)的縮水甘油醚。
14.一種制品，其包括第一表面、第二表面和設(shè)置在所述第一表面與所述第二表面之間的固化的粘合劑組合物，所述固化的粘合劑組合物包含固化性粘合劑組合物的反應(yīng)產(chǎn)物， 所述固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂；b)固化劑，所述固化劑具有至少兩個(gè)式-NR1H的基團(tuán)，其中R1選自氫、烷基、芳基或烷芳基；c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑，其由式(I)表示R2 (CO) CH2 (CO) O-R3-O (CO) CH2 (CO) R2(I)其中R2為氫或烷基；且R3為脂族基團(tuán)，所述脂族基團(tuán)具有至少8個(gè)碳原子，具有至少一個(gè)烯烴-二基基團(tuán)和至少一個(gè)二價(jià)環(huán)氧乙烷基團(tuán)；和d)韌化劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制品，其中所述反應(yīng)性液態(tài)改性劑包含如下(1)和O)的反應(yīng)產(chǎn)物(1)乙酰醋酸烷基酯，( 部分環(huán)氧化并且具有末端羥基基團(tuán)的聚(1，3_鏈烷二烯烴)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的制品，其中所述第一表面、所述第二表面或所述第一表面和所述第二表面兩者部分或全部被油層覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制品，其中所述固化性粘合劑組合物還包含在所述固化性粘合劑組合物的所述第一部分中、在所述第二部分中或在所述第一部分和所述第二部分兩者中的驅(qū)油劑，其中所述驅(qū)油劑可溶于所述固化性粘合劑組合物中，并且表面張力在15達(dá)因/厘米至32達(dá)因/厘米的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的制品，其中所述驅(qū)油劑具有在6至12cal°7cm15的范圍內(nèi)的溶解度參數(shù)，并且選自烷烴、烷基醇、縮水甘油酯、環(huán)狀萜烯、環(huán)狀萜烯氧化物、單酯、二酯、三酯、磷酸三烷基酯、環(huán)氧烷烴、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基烷基酯或它們的組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述固化性粘合劑組合物包含 第一部分，所述第一部分包含所述環(huán)氧樹(shù)脂和所述反應(yīng)性液態(tài)改性劑；和第二部分，所述第二部分包含所述固化劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19中任一項(xiàng)所述的制品，其中所述固化的粘合劑組合物的沖擊剝離強(qiáng)度大于13牛頓/毫米。
全文摘要
本發(fā)明描述了固化性粘合劑組合物、固化的粘合劑組合物及包含所述固化的粘合劑組合物的制品。所述固化性粘合劑組合物包含a)環(huán)氧樹(shù)脂、b)固化劑、c)反應(yīng)性液態(tài)改性劑和d)韌化劑。所述固化的粘合劑組合物可用作結(jié)構(gòu)粘合劑。
文檔編號(hào)C09J163/00GK102482548SQ201080040188
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者克利斯托弗·J·坎貝爾 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司