[发明专利]用于以更高热稳定性粘合的水性预处理

说明书

本发明涉及水性组合物，所述水性组合物包含：a)至少一种具有至少一个环氧基团和至少一个与Si键合的可水解基团的环氧硅烷，b)至少一种非离子润湿剂，和c1)0.2重量％至2重量％的至少一种具有至少一个巯基和至少一个与Si键合的可水解基团的巯基硅烷，以及足以使所得组合物的pH介于1和6之间的水溶性酸，前提是环氧硅烷以0.2重量％至1重量％的量存在；或c2)以水性组合物的总重量计0.1重量％至1重量％的水溶性有机钛酸酯，以及足以使所得组合物的pH介于8和14之间的水溶性碱，前提是环氧硅烷以0.2重量％至0.5重量％的量存在。根据本发明的组合物可以配制成储存稳定的单组份组合物并且作为增粘剂能够实现具有特别高热稳定性的粘合。

技术领域

本发明涉及适合作为增粘剂组合物的组合物，特别是水性单组分组合物或双组分组合物，该组合物的制备方法及其用途。

背景技术

粘合是一种广泛使用的结合技术。但是，一些基材(粘合基底)在粘合时可能存在问题，因为它们不能与某些粘合剂建立粘附或者只能建立不足的粘附，或者会随时间丧失粘附性，特别是在要求苛刻的环境条件下。出于该原因，长期以来使用增粘剂组合物，所述增粘剂组合物先于粘合剂施加至基材上从而在基材和粘合剂之间形成中间层以改善粘合。增粘剂组合物的一个特别重要的应用领域是汽车制造，特别是在“无窗框安装”中使窗玻璃与车身粘合。

通常，此类组合物基于有机硅烷，所述有机硅烷能够为玻璃和其他材料的粘合提供理想的中间层。特别地，这种增粘剂组合物用作底漆和活化剂，即用作改善粘合的打底剂。为了确保迅速闪蒸，此类组合物通常包含惰性、易挥发的溶剂。然而，就环境相容性和工作安全而言，含有有机溶剂是不利的。基于有机硅烷并且含有水作为溶剂的水性增粘剂组合物是已知的。但是它们具有一些缺点。硅烷基水性增粘剂组合物的问题是它们要么具有相对低的储存稳定性和足够的反应性，要么具有不足的反应性和足够的稳定性。这是因为所使用的硅烷具有可水解官能团，所述官能团在与水混合时会水解形成硅醇基团(Si-OH)。这样的硅醇基团经常是反应性的并且彼此自发地缩合并且形成高分子量的缩合产物，这导致在增粘剂组合物中的不溶性沉淀和功能受损。

另外，在这种水性增粘剂组合物中使用氨基硅烷和/或巯基硅烷是已知的。巯基硅烷或氨基硅烷-巯基硅烷-混合物在水中的乳化特别困难，因为巯基硅烷在硅烷基团水解之前不溶于水。为了将这些硅烷引入水中，必须在水解之前确保完全均匀的分布。另外，必须用酸(例如乙酸)调节pH，从而尽可能减慢作为后续反应而发生的缩合。因此，硅烷和水必须迅速均匀地混合，这需要特殊的混合装置。

其结果是水性增粘剂组合物通常以双组分体系(例如来自Sika Schweiz AG的Sika-100)的形式出售，并且在使用前需要现场混合过程来混合两种组分。重要的是，这两种组分需要伴随剧烈搅动非常迅速地均匀混合。为此，需要专门开发的设备(“振动器”)。配制之后，混合完成的产品的储存稳定性(“适用期”)不超过30天。

然而，该问题有可能已通过EP2951244中教导的特殊制剂得以解决。该文献中公开的水性增粘剂组合物即使以单组分制剂的形式也具有极好的储存稳定性。

然而，尽管有这些进展，基于有机硅烷的水性增粘剂组合物仍然具有一些缺点，这些缺点限制了它们对于高要求粘合的应用。特别地，相比于基于有机溶剂的增粘剂，基于这种增粘剂的粘合通常具有较差的热稳定性。如果与特定的粘合剂结合使用，当粘合长时间暴露于高温气候时，可能会导致问题，因为在这种情况下，一段时间后某些基材(特别是玻璃)会失去稳定性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供具有优异的储存稳定性的基于硅烷的水性增粘剂组合物，使得该水性组合物也可以以单组分水性增粘剂体系的形式出售，并且还可以进行更简单的混合而无需特殊的混合装置，此外还能实现粘合的明显改善的热稳定性。