[发明专利]可固化组合物

说明书

本发明提供了可固化组合物，该可固化组合物包含基体部分，该基体部分包含胺反应性可固化树脂；以及固化剂部分，该固化剂部分包含溶解在胺中的聚合物增韧剂。聚合物增韧剂，任选地橡胶状聚合物或热塑性聚合物，在环境条件下为固体，其中重均分子量为至少5,000g/mol，而胺在环境条件下为液体。可固化组合物通过将基体部分和固化剂部分彼此混合来固化。由此获得的硬化组合物可获得增强的增韧剂负载，从而在宽范围的温度下，包括在超过180℉#(82℃)的温度下，得到高剥离和剪切强度性能。

技术领域

本发明提供了两部分可固化组合物。更具体地，所提供的两部分可固化组合物为糊料粘合剂，其可固化以在例如机动车和航空航天应用中形成结构粘合剂。

背景技术

在工业制造工艺中，粘合剂正在进入许多传统上使用机械固定装置诸如螺钉、铆钉和焊接的紧固应用中。粘合剂具有优于其机械对应物的某些特色优势，例如，粘合剂可在粘结部分上均匀分布应力，避免电偶腐蚀，并且甚至提供改善的冲击和减振特性。这些有益效果在机动车和航空航天工业中的粘结应用中具有特别的价值。

用于粘结结构元件的粘合剂通常被称为结构粘合剂。依赖这些粘合剂来提供粘结组件的结构完整性，其中粘结可靠性是非常重要的。这些材料不仅需要显示足够的粘合强度，而且必须在范围广泛的操作温度、环境和应力条件下保持这些特性。

针对给定的应用优化结构粘合剂的特性可能是一个重大的工程挑战。例如，一些热固性树脂组合物诸如热固性环氧化物组合物表现出高强度，但在经受冲击条件或低温时易于脆性断裂。使用较不脆的环氧化物组合物有时可降低粘结强度，这也是不期望的。

发明内容

上述技术问题尤其适用于基于两部分可固化组合物配制结构粘合剂的情况。这些通常通过将多官能环氧化物和短链脂族胺或环状脂族胺混合来制备。短链脂族胺和环状脂族胺可导致固化的组合物的脆性，这降低了粘合组件的剥离性能。在较低粘度的胺中有时遇到的另一个问题是胺致发白，其中空气中的水分引起与胺的副反应。这可在固化的组合物的表面上产生不期望的油性或蜡质外观。

为了克服上述问题中的一些，可将韧化化合物混合到热固性树脂组合物中以降低脆性，同时保持或增强粘结强度。例如，聚合物增韧剂诸如橡胶状聚合物已被用于增加剥离强度性能，同时在高温下保持高粘合剂性能。

发现较高分子量的增韧剂比较低分子量的增韧剂显著更有效。然而，使用高分子量增韧剂导致与糊料粘合剂相关的另一个技术问题。在两部分环氧化物组合物中，这些增韧剂传统上分散到环氧树脂中。虽然这在形成粘合剂膜时可能是可接受的，但对于糊料粘合剂则是有问题的，因为在环氧树脂组分中甚至适度负载高分子量固体聚合物趋于将粘度增加到超过可接受水平以用于手动混合。

通过将橡胶状和/或热塑性聚合物溶解于低粘度胺中以制备本身用作固化剂(或硬化剂)的胺聚合物溶液，发现了这种明显的两难问题的答案。橡胶状和/或热塑性聚合物可以与或可以不与可固化树脂反应。

由于多种原因，将这些聚合物增韧剂整合到两部分可固化组合物的固化剂部分中是有利的。首先，它使糊料粘合剂能够在室温下混合和固化。其次，当固化时，这些粘合剂可在宽泛的温度范围内产生高剥离和剪切强度性能，包括超过180℉(82℃)的温度。最后，还发现添加橡胶状和/或热塑性聚合物减轻了通常与低粘度胺相关联的胺致发白效应。因此，这些组合物克服了许多与现有技术方法相关的问题。

这些组合物的应用不必限于环氧化物的结构结合。在一些情况下，胺聚合物溶液不仅可用于硬化环氧树脂，而且可用于硬化基于多异氰酸酯的树脂。在一些实施方案中，这些胺聚合物溶液可用作复合粘合剂应用中的固化剂，诸如用于注入涂层和聚脲应用中。