疏水性聚氨酯粘合剂制造技术

本发明专利技术涉及一种含有异氰酸酯组分A和多元醇组分B的聚氨酯粘合剂，其中异氰酸酯组分A含有至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯且多元醇组分B含有以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，和具有脂族键合的羟基且OH官能度为1至8的OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的环酐的化合物(iv)，和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。本发明专利技术还涉及一种使用本发明专利技术的聚氨酯粘合剂进行粘合结合的方法、一种使用所述聚氨酯粘合剂粘附性地结合的元件以及所述元件在风力涡轮机的构造中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种包含异氰酸酯组分A和多元醇组分B的聚氨酯粘合剂，其中异氰酸酯组分A包含至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯且多元醇组分B包含以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，和具有脂族键合的羟基且OH官能度为1至8的OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的环酐的化合物(iv)，和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。本专利技术还涉及一种使用本专利技术的聚氨酯粘合剂进行粘合结合(adhesivebonding)的方法、一种使用所述聚氨酯粘合剂粘合结合的元件(item)以及所述元件在风力涡轮机的构造中的用途。基于异氰酸酯组分和多元醇组分的聚氨酯粘合剂——称为双组分聚氨酯粘合剂——是已知的且用于例如塑料制品的粘合结合中。这些聚氨酯粘合剂受到严格的强度和粘附性要求，特别是当其用作结构粘合剂时，即，当承载结构(load-bearingstructure)需要粘合结合时。高强度值由高交联密度获得，所述高交联密度通常通过使用相对较高的官能度的异氰酸酯和对异氰酸酯具有反应性的化合物而实现。此类承载结构的实例为用于机翼的粘合结合纤维增强组件或航空器的其他组件、船的粘合结合纤维增强组件且特别是用于制备风力涡轮机的叶片的粘合结合纤维增强组件。WO2006/084900A2公开了一种使用至少一种烷氧基化芳族二元醇和至少一种脂族三元醇的混合物和包含至少一种多异氰酸酯的多异氰酸r>酯组分的双组分聚氨酯组合物。特别是在大表面积夹层结构的制备中，如在用于风力涡轮机的叶片的制备中，要求粘合剂在多元醇组分和异氰酸酯组分混合之后保持长时间可用。为了避免异氰酸酯例如与大气水分的副反应——其降低了开放时间(opentime)并损害了硬化后的粘合剂的机械性能——所述粘合剂用疏水性组分进行配制以阻止粘合剂组合物吸收空气中的水分并从而抑制这些副反应。WO2009080740公开了一种由异氰酸酯组分和多元醇组分组成的双组分聚氨酯粘合剂，其中多元醇组分包含高分子量聚酯二醇、高官能度多元醇以及疏水性多元醇，所述疏水性多元醇优选选自聚碳酸酯多元醇、聚丁二烯多元醇或油脂化学品(oleochemical)多元醇，具体实例为蓖麻油。尽管所述粘合剂具有疏水性质，但其缺点在于粘附力仍不足并且聚酯二醇的使用降低了耐化学性，特别是在碱性条件下。WO2009/080740A1中的方案的另一个缺点是所建议的组合物不能实现许多应用中粘合剂结合(adhesivebond)所需要的高强度值和高弹性模量值。EP2468789公开了一种双组分聚氨酯粘合剂，其中多元醇组分包含蓖麻油、至少一种芳族二元醇和至少一种具有5至8个羟基的多元醇。这些粘合剂的机械性能仍需要改进。在结构粘合剂结合的制备中特别重要的性质为拉伸强度、断裂拉伸应变和弹性模量以及剪切强度。此外，在用于风力涡轮机的叶片的结构粘合结合中特别要求粘合剂具有高软化点，这是因为结构粘合剂结合会暴露于高温下，例如由于曝晒。除曝晒之外还引起相当大的发热的另一因素是组件上的机械应力：例如，GermanLloyd要求用于构造风力涡轮机中的结构粘合剂耐热最高达至少65℃。现有技术中的粘合剂的另一个缺点是批料与批料之间的机械性能具有一定的变化。这是由天然材料蓖麻油的组成中的轻微变化所引起的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种在硬化状态具有非常好的机械性能，特别是拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量和剪切强度且在批料与批料之间产生具有最大均匀度的粘合剂结合的聚氨酯粘合剂。本专利技术的另一个目的是提供一种不仅在硬化状态下具有优异的机械性能而且玻璃化转变温度大于60℃的聚氨酯粘合剂。此目的通过一种包含异氰酸酯组分A和多元醇组分B的聚氨酯粘合剂实现，其中异氰酸酯组分A包含至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯且多元醇组分B包含以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，以及具有脂族键合的羟基且OH官能度为1至8的OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的环酐的化合物(iv)，和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。多异氰酸酯组分A包含至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯。这些多异氰酸酯组分包含所有已知用于制备聚氨酯的脂族的、环脂族的和芳族的二官能异氰酸酯或多官能异氰酸酯，以及其任何所需混合物。实例为二苯基甲烷4,4′-二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4′-二异氰酸酯、单体二苯基甲烷二异氰酸酯与具有更大数量的环的二苯基甲烷二异氰酸酯同系物(聚合的MDI)的混合物、四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、六亚甲基二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的低聚或聚合的同系物(多核HDI)的混合物、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲代亚苯基2,4-或2,6-二异氰酸酯(TDI)，以及这些异氰酸酯的混合物。优选使用甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，且特别是二苯基甲烷二异氰酸酯和多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。所述异氰酸酯还可以例如通过引入脲二酮(uretdione)基、氨基甲酸酯基、异氰脲酸酯基、碳二亚胺基、脲基甲酸酯基且特别是氨基甲酸乙酯(urethane)基而改性。本文中所用的二异氰酸酯和多异氰酸酯还可为含有异氰酸酯基的异氰酸酯预聚物。这些多异氰酸酯预聚物可通过例如在30至100℃的温度、优选约80℃的温度下使上述二异氰酸酯和多异氰酸酯与多元醇反应以得到预聚物而获得。优选通过使用4,4’-MDI以及脲酮亚胺(uretonimine)改性的MDI和基于例如衍生自己二酸的聚酯或例如衍生自环氧乙烷和/或环氧丙烷的聚醚的市售多元醇而制备本专利技术的预聚物。可用于制备异氰酸酯预聚物的多元醇是本领域中技术人员已知的且例如记载于\Kunststoffhandbuch,Band7,Polyurethane\[Plasticshandbook,第7卷,Polyurethanes],CarlHanserVerlag,第3版，1993,第3.1章。在本文中优选的是，用于制备异氰酸酯预聚物的多元醇为包括在关于多元醇组分B的描述中的那些多元醇。特别地，多异氰酸酯组分A中没有使用多异氰酸酯预聚物。特别优选使用的二异氰酸酯和多异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯与多亚苯基多亚甲基多异氰酸酯的混合物。多元醇组分包含以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，和具有脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含异氰酸酯组分A和多元醇组分B的聚氨酯粘合剂，其中异氰酸酯组分A包含至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯且多元醇组分B包含以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，和具有脂族键合的羟基且OH‑官能度为1至8的OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的环酐的化合物(iv)，和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.25 EP 13173574.81.一种包含异氰酸酯组分A和多元醇组分B的聚氨酯粘合剂，其中
异氰酸酯组分A包含至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯且多元醇组分B
包含以下物质的混合物的烷氧基化产物：蓖麻油或蓖麻油酸(i)、芳族
二元醇或多元醇(ii)，和具有脂族键合的羟基且OH-官能度为1至8的
OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的环酐的化合物(iv)，
和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。
2.权利要求1的聚氨酯粘合剂，其中所述以下物质的混合物的烷氧
基化借助于亲核性和/或碱性催化剂和至少一种环氧烷烃而实现：蓖麻油
或蓖麻油酸(i)、芳族二元醇或多元醇(ii)，和具有脂族键合的羟基且
OH官能度为1至8的OH官能化合物(iii)，以及任选地选自二羧酸的
环酐的化合物(iv)，和任选地选自环状单酯或二酯的化合物(v)。
3.权利要求1或2的聚氨酯粘合剂，其中所述环氧烷烃包含环氧丙
烷。
4.权利要求1至3中任一项的聚氨酯粘合剂，其中所述芳族二元醇
包含两个酚基。
5.权利要求4的聚氨酯粘合剂，其中所述芳族二元醇包含至少一种
双酚。
6.权利要求1至5中任一项的聚氨酯粘合剂，其中所述OH官能化
合物(iii)具有5至8个羟基。
7.权利要求1至6中任一项的聚氨酯粘合剂，其中所述异氰酸酯组
分A包含单体二苯基甲烷二异氰酸酯和具有更大数量的环的二苯基甲烷
二异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·埃林，HJ·里斯，C·康尼格，P·博尔策，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE