[发明专利]具有高早期强度的双组分聚氨酯组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有高早期强度的双组分聚氨酯组合物，适合作为弹性粘合剂、密封剂或涂料。 

现有技术

聚氨酯组合物尤其用于不同类型的粘合、密封和涂层。它们特别适合于具有弹性的粘合连接的粘合或密封。对于某些粘合应用而言需要的是，粘合连接在粘合剂应用后很短时间就承受机械负荷，例如因为粘合的构件移动，或者因为要除去可能的固定。为了能够实现这些早期负荷，所述粘合连接应具有尽可能高的″早期强度″，这意味着，在粘合剂才部分硬化时，就可以某种方式负荷。在实践中对粘合连接的早期强度所提出的要求变化很大，并尤其取决于具体的生产工艺，所粘合的构件的重量以及机械负荷类型。 

用基于常规的双组分聚氨酯组合物的弹性粘合剂可以相对快地达到高早期强度，而且特别是当含有异氰酸酯基的组分与含有伯氨基或仲氨基的第二组分组合时。然而，这种双组分聚氨酯组合物在操作中是费力的。必须精确地保持两种组分之间确定下来的混合比例，因为否则粘合剂就不象所希望的那样硬化，所以形成有缺陷的粘合连接，达不到需要的强度。此外，由于氨基对于异氰酸酯基具有很高反应性，所以两种组分的混合必须很快，并有效地进行，不允许过程中断，因为否则混合器会堵塞。 

单组分聚氨酯组合物在实施中比较简单。它们含有具有异氰酸酯端基的聚氨酯聚合物，当与空气湿气形式的水接触时，异氰酸酯基进行反应并因此发生交联。由于该硬化通过与空气湿气接触而实现，该粘合剂从外向内硬化，其中硬化速度向内下降，因为所述对于硬化所 需要的水必须渗透过逐渐变厚的硬化了的材料层。由于相对缓慢的硬化，用这种单组分聚氨酯组合物仅能达到不令人满意的早期强度。 

为了解决在单组分聚氨酯组合物中水可支配性小并因而缓慢硬化的问题，开发一种体系，其中水以含水的第二组分形式混入到单组分聚氨酯组合物中，例如在EP 0678544B1中有描述。虽然该体系较快硬化；但其具有以下缺点，在硬化时易于形成气泡，这对粘合连接的强度和粘附行为有负面影响。 

此外有单组分聚氨酯组合物，其含有例如聚醛亚胺形式的″潜在的固化剂″或″潜在的多胺″，其作为通过湿气可活化的交联剂用于含异氰酸酯的聚氨酯组合物。在含异氰酸酯的体系中使用潜在的固化剂在此具有以下优点，即可以避免在硬化了的塑料中形成不希望的气泡，因为与异氰酸酯直接与湿气反应不同，通过潜在的固化剂进行的硬化反应不释放二氧化碳(CO₂)。潜在的固化剂还可以提高硬化速度。 

为了提高硬化速度和早期强度，还可以在单组分聚氨酯组合物中使用催化剂，该催化剂加速潜在的固化剂的水解或者异氰酸酯基和水之间的反应。然而，使用催化剂具有以下缺点，即含异氰酸酯的组合物的贮存稳定性会降低，因为在贮存期间可能引发反应性基团，尤其是异氰酸酯基之间增加地不希望的反应。特别是当要使用大量催化剂，从而实现为达到高早期强度而需要的快速硬化时出现这种情况。 

WO 03/059978A1描述了具有高早期强度的双组分聚氨酯组合物，该组合物在没有形成气泡的情况下硬化。第一组分由含有醛亚胺的聚氨酯组合物组成，其与空气湿气即使单独地，即没有第二组分情况下也能硬化。第二组分含有结合到载体材料上的水。该组合物硬化而没有形成气泡，并具有以下优点，即不必准确保持两种组分的混合比例。如上所述，含异氰酸酯第一组分的可催化性出于贮存稳定性的原因却是有局限的，因此这些组合物的硬化速度受到限制。对于在很早的时间点已需要高早期强度的应用而言，这些聚氨酯组合物并不适合。 

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种适合作为弹性粘合剂或密封剂的双组分聚氨酯组合物，该组合物快速并无气泡地硬化，因此能够形成具有很高早期强度的粘合连接。 

该目的是借助由a)第一组分A，包括(i)至少一种含有异氰酸酯基的聚氨酯聚合物P和(ii)至少一种潜在的多胺LA；和b)第二组分B，包括(i)至少一种酸K和(ii)水所组成的双组分组合物实现的。所述组分A也单独地与空气湿气硬化。 

用这样的双组分组合物得到实践中有用的弹性粘合剂或密封剂，它们快速实现很高的早期强度，并且在其应用中比迄今的体系更柔韧。