可固化组合物及其粘合基材的方法技术

描述一种可固化组合物，且具体来说一种包含以下的双组分组合物：硅烷改性的聚合物；以环氧端基封端的环氧树脂；其中所述组合物还包含具有至少一个硅烷基团和至少两个胺基的硬化增容剂。所述可固化组合物表现出增强的粘合强度和良好的断裂伸长率。还提供一种用于将所述可固化组合物施用在基材表面上的方法。述可固化组合物施用在基材表面上的方法。述可固化组合物施用在基材表面上的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可固化组合物及其粘合基材的方法


[0001]本公开涉及一种可固化组合物，具体来说一种双组分可固化组合物及将其施用在基材表面上的方法。所述可固化组合物表现出增强的粘合强度和良好的断裂伸长率。

技术介绍

[0002]硅烷改性聚合物(SMP)，也称为硅烷化聚合物，是通用的高价值工业树脂，广泛用于各种应用。基于硅烷改性的聚合物(SMP)粘合剂/密封剂由于如VOC低、无异和无气泡、性能特性和耐久性的良好平衡等许多优点，越来越受到人们的欢迎。具体地说，基于SMP的粘合剂优于基于硅酮的粘合剂，因为前者表现出更高的粘合强度，并且可用额外的油漆或涂料材料进行复涂。此外，基于SMP的粘合剂在耐久性方面优于用聚氨酯预聚物配制的粘合剂。
[0003]基于SMP的粘合剂/密封剂已用于各种应用，包括预制建筑(PC)、家居装饰、交通[车辆、船舶、汽车、飞机和高速铁路(HSR)]、工业装配和家用电器等。这些应用通常需要高粘合强度，特别是对于运输、工业组装和家用电器。举例来说，相当多的客户一直要求基于SMP的粘合剂具有高于5.0MPa的粘合强度和约100％的断裂伸长率。对机械强度的如此高要求通常被认为是对基于SMP的粘合剂的巨大挑战，因为市场上销售的大多数基于SMP的粘合剂只能达到约3.0
‑
4.0MPa的较差粘合强度。许多研究人员已经做出了许多努力来修改如填料、树脂比率、粘合促进剂和催化剂等因素，但是现有技术的这些研究都不能达到高达5.0MPa的粘合强度。
[0004]不受任何特定理论的限制，怀疑现有的基于SMP的粘合剂的较差粘合强度至少部分由于在SMP相和与其组合使用的(一个或多个)其它相之间不存在任何化学键结。现有技术的双组分(2K)粘合剂组合物在图1中示出，其中并入各种添加剂(如硬化剂、催化剂、反应促进剂、表面活性剂等)和增容剂将在SMP相和环氧相之间建立很少或没有化学键结，因此所得共混物包含化学分离的SMP相和环氧相，因此表现出较差的内聚力和粘合强度。
[0005]在持续的探索之后，专利技术人已经出人意料地开发了一种可实现上述目标中的一个或多个目标的双组分组合物。具体地说，发现当在本申请的2K可固化组合物中包括具有硬化和增容功能的特定化合物时，可将粘合强度进一步提高到期望的水平。

技术实现思路

[0006]本公开提供一种独特的可固化组合物，特别是一种可固化的双组分组合物，以及一种将可固化组合物施用在基材表面上的方法。
[0007]在本公开的第一方面，本公开提供一种可固化组合物，且具体来说双组分可固化组合物，其包含：
[0008]至少一种硅烷改性的聚合物；
[0009]至少一种以环氧端基封端的环氧树脂；和
[0010]在同一分子中具有至少一个硅烷基团和至少两个胺基团的硬化增容剂。
[0011]在本公开的第二方面，本公开提供了一种将所述可固化组合物施用到基材表面上的方法，其包含以下步骤：(1)将硅烷改性的聚合物、环氧树脂和硬化增容剂组合以形成前体共混物；(2)将前体共混物施用到基材表面上；和(3)固化前体共混物，或使前体共混物固化。
[0012]应当理解，前面的一般性描述和以下的详细描述均仅为示例性和解释性的，而非对如所要求保护的本专利技术的限制。
附图说明
[0013]图1为现有技术的2K可固化组合物的示意图；
[0014]图2为本文所述的2K可固化组合物的实施例的示意图；和
[0015]图3示出根据本公开的实施例制备SMP的氢化硅烷化反应的反应机理。
具体实施方式
[0016]除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员通常所理解相同的含义。此外，本文所提及的所有公开案、专利申请、专利以及其它参考文献均以引用的方式并入。
[0017]如本文所公开的，“和/或”意指“以及，或作为替代方案”。除非另外指示，否则所有范围均包含端点。除非另有指示，否则所有百分比和比例均按重量计算，并且所有分子量均为数均分子量。
[0018]根据本公开的各种实施例，本公开的可固化组合物为“双组分”、“两部分”或“双包装”组合物，其包含具有硅烷改性的聚合物的组分(A)和具有环氧树脂的组分(B)。在本公开的上下文中，术语“部分(A)”、“组分(A)”、“硅烷改性的聚合物组分(A)”和“硅烷改性的聚合物部分(A)”可以互换使用并且是指其中含有硅烷改性的聚合物的组分；术语“部分(B)”、“组分(B)”、“环氧树脂部分(B)”和“环氧树脂组分(B)”可以互换使用并且是指其中含有环氧树脂的组分。组分(A)和组分(B)分开运输和储存，在施用到基材表面前不久或立即组合。根据本公开的一个实施例，硬化增容剂包括在组分(A)中。
[0019]一旦组合，各组分中的反应性基团，如环氧树脂中的环氧端基、SMP中的硅烷/硅氧烷基团、硬化增容剂中的胺基和硅烷/硅氧烷基团，和其它添加剂或反应物中所含的任何其它反应性基团相互反应，形成SMP
‑
环氧树脂的化学集成组合。根据本公开的各种实施例，一旦组合，SMP相经由硬化增容剂与环氧树脂化学键结。不受任何特定理论的限制，本公开的示例性实施例示于图2中。应当注意到，虽然图2中表明SMP相和环氧树脂相已经集成为环氧
‑
SMP相，但这并不意味着分子SMP和环氧树脂通过直接共价键键结，并且假设可通过硬化增容剂的作用实现两相的集成。图1和图2的比较清楚地示出本申请的化学集成组合与现有技术的化学分离体系之间的区别。根据本公开的一个最优选的实施例，所述可固化组合物仅包含用于实现硬化剂和增容剂两者功能的硬化增容剂，并且不包含除所述硬化增容剂之外的任何额外的硬化剂或增容剂。即SMP相和环氧树脂相的化学集成是通过硬化增容剂的排他作用实现的，且集成过程不需要额外的试剂。
[0020]不受任何特定理论的限制，怀疑在本公开的组合物中并入特别设计的硬化增容剂可有效地实现SMP
‑
环氧树脂的化学集成组合，从而成功地在保持所得组合物良好伸长率特
性的同时将所得组合物的粘合强度提高到高达5.0MPa，甚至高达8MPa的水平。
[0021]根据本公开的各种实施例，本公开的可固化组合物为双组分组合物，其可为粘合剂、密封剂、涂料或混凝土，并且优选地为2K粘合剂或2K密封剂。本公开的可固化组合物可施用在基材表面上以形成其涂料膜、混凝土层或密封胶层，以实现物理/化学防护、声波/热/辐射阻隔、填充材料、支撑/承载/建筑结构、装饰层或密封/气密/防水层。此外，当本公开的可固化组合物用作粘合剂时，它可用于将两个或多个相同或不同的基材粘合在一起。根据本公开的实施例，基材为选自由以下组成的组的至少一个成员：金属、砖石、混凝土、纸、棉、纤维板、纸板、木材、织造或非织造织物、弹性体、聚碳酸酯、苯酚树脂、环氧树脂、聚酯、聚碳酸亚乙酯、合成和天然橡胶、硅和硅酮聚合物。根据本公开的另一个实施例，基材为选自由以下组成的组的聚合物基材：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸亚丙酯、聚碳酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可固化组合物，其包含：至少一种硅烷改性的聚合物；至少一种以环氧基封端的环氧树脂；其中所述组合物还包含在同一分子中具有至少一个硅烷基团和至少两个胺基团的硬化增容剂。2.根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述可固化组合物为包含组分A和组分B的双组分可固化组合物，其中所述硅烷改性的聚合物和所述硬化增容剂含在所述组分A中，并且所述环氧树脂含在所述组分B中。3.根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述硅烷改性的聚合物由式I表示：R
1m
(R2O)
(3
‑
m)
Si
‑
R7‑
(聚合主链)
‑
R8‑
SiR
3n
(R4O)
(3
‑
n)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式I其中所述聚合主链衍生自多元醇，或衍生自至少一种聚异氰酸酯和至少一种多元醇，并且任选地用至少一种
‑
R9‑
SiR
5s
(R6O)
(3
‑
s)
官能化，R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地表示氢原子或C1‑
C6烷基，m、n和s各自表示0、1或2的整数，R7、R8和R9各自独立地表示直接键、
‑
O
‑
、二价(C1至C6亚烷基)基团、
‑
O
‑
(C1至C6亚烷基)基团、(C1至C6亚烷基)
‑
O
‑
基团、
‑
O
‑
(C1至C6亚烷基)
‑
O
‑
基团、
‑
N(R
N
)
‑
(C1至C6亚烷基)基团或
‑
C(＝O)
‑
N(R
N
)
‑
(C1至C6亚烷基)基团，其中R
N
表示氢原子或C1‑
C6烷基。4.根据权利要求1所述的可固化组合物，其中所述硬化增容剂为由式II表示的化合物：其中R
10
选自由以下组成的组：NH2(C1‑
C6亚烷基)
‑
、(NH2)2CH
‑
、(NH2)3C
‑
、(NH2‑
C1‑
C6亚烷基)2CH
‑
、(NH2‑
C1‑
C6亚烷基)3C
‑
、(NH2)2CH(C1‑
C6亚烷基)
‑
、(NH2)3C(C1‑
C6亚烷基)
‑
、(NH2‑
C1‑
C6亚烷基)2CH(C1‑
C6亚烷基)
‑
和(NH2‑
C1‑
C6亚烷基)3C(C1‑
C6亚烷基)
‑
，R
11
选自由以下组成的组：
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
、
‑
NH
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
、
‑
NH
‑
NH
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
、
‑
NH
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
NH
‑
、
‑
NH
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
NH
‑
(C1‑
C6亚烷基)
‑
和
‑
NH
‑
(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐铮铭，陈永春，徐秀青，陈红宇，石可，王楠，孟庆伟，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：