[发明专利]聚氨酯结构粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及双组分聚氨酯粘合剂，特别是聚氨酯结构粘合剂的领域。

背景技术

基于多元醇和多异氰酸酯的双组分聚氨酯组合物长期以来被用作弹性粘合剂。其在混合之后迅速固化并且因此在较短时间之后即可接受和传递力。

结构粘合剂(也被称为构造粘合剂或装配粘合剂)用在制造业中，用以彼此粘合构件，使得粘合连接体为具有可持久负重构造的部件。所述粘合剂通常为粘弹性的并且必须满足可加工性、强度和粘附力方面的高要求。

对于许多经粘合的构造来说重要的是，粘合剂在其使用温度的整个范围内，特别是在约–35℃至约+85℃的温度范围内，具有尽可能一致的强度，例如尽可能一致的弹性模量，使得粘合连接体的机械行为可以以合适的方式引入构造考量(Berechnung)中。特别期望的是具有高强度和高伸展性并且机械性能与温度的相关度极不显著的粘弹性粘合剂。粘合剂应当可良好加工，即使在至多10毫米和更大的更高层厚度下仍然可以使用，不仅在环境温度而且在通过热加速的固化过程中均可无干扰地固化成最终强度并且显示出在金属和非金属基材上的良好结合。

还需要具有上述性能并且额外地在经固化状态下可以通过特定处理容易地再次与其所粘附的基材脱离的粘合剂，而不会由于所述处理损坏基材，亦即可以脱离粘合而不会损坏粘合的构件。

发明内容

因此本发明的目的是提供聚氨酯粘合剂，所述聚氨酯粘合剂具有高的强度和高的伸展性并且机械性能与温度的相关度较低，因此出色地适合作为结构粘合剂，并且所述聚氨酯粘合剂可以以不破坏基材的方式再次与其以经固化状态所粘附的基材脱离。

出人意料地发现，根据权利要求1所述的聚氨酯粘合剂实现所述目的。由于其特定组成，所述粘合剂在组分混合之后具有良好的可加工性和高的稳固性，良好的初始强度，迅速和无干扰的固化以及在经固化状态下的极高的强度，而不会损失伸展性和弹性。

所获得的在–35℃至+85℃的应用范围内的强度和伸长性的组合与经固化材料的升高的冲击韧性相结合。

特别出人意料的是这样的情况：通过加热至至少120℃的温度、特别是在140℃至200℃范围内的温度至少10分钟、特别是至少20分钟，包含经固化的聚氨酯粘合剂的粘合连接体可以再次脱离，即粘合剂可以与基材脱离。产生脱粘的温度范围在此是非常有利的。所述温度明显高于许多粘合连接体的使用温度，但是又足够低，使得许多感兴趣的基材或经粘合的构件的功能不会由于脱粘过程而损坏。该有利的行为至少部分地通过烷氧基化的芳族二元醇而实现。

此外还发现，使用根据本发明的聚氨酯粘合剂实现在金属表面和非金属材料，特别是纤维增强的复合材料(例如玻璃纤维增强的塑料和碳纤维增强的塑料)上特别良好的粘附。

本发明的其他方面为其他独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。

具体实施方式

本发明的主题是由第一组分和第二组分组成的聚氨酯粘合剂，其中

–第一组分包含

a)至少一种分子量在1‘000至10‘000g/mol范围内的三元醇A1，

b)至少一种具有两个伯羟基并且分子量在60至150g/mol范围内的二元醇A2，和

c)至少一种分子量在300至1‘000g/mol范围内的烷氧基化芳族二元醇A3，和

d)至少一种分子量在60至500g/mol范围内的脂族多胺A4；和

–第二组分包含

e)至少一种多异氰酸酯B1，和

f)至少一种具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物B2；

–其中三元醇A1、二元醇A2和烷氧基化芳族二元醇A3以这样的量存在，使得

g)重量比例A1/(A2+A3)≤10，和

h)重量比例A1/A2≤15。

物质名称(例如“多元醇”、“多异氰酸酯”、“聚醚”或“多胺”)中的前缀“聚/多”在本文中表示，每种物质在形式上包含每分子多于一个在其名称中出现的官能团。

在本文中在聚合物的情况下，“分子量”被始终理解为平均分子量。

“伯羟基”表示键合至具有两个氢的C原子的OH-基团。

术语“相分离”在本文中表示在聚氨酯粘合剂的固化时高度有序(“结晶”)区域(也被称为“硬链段”)和无序(“无定形”)区域(也被称为“软链段”)分离的过程。

“开放时间”在本文中表示这样的一段时间，在组分混合之后在该时间内必须使待粘合部件接合。