对塑料有良好粘结性的聚氨酯组合物制造技术

本发明专利技术涉及水分固化的聚氨酯组合物，包含(i)至少一种线性聚合物P1，含有异氰酸酯基团并且NCO含量在以重量计0.3％

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对塑料有良好粘结性的聚氨酯组合物


[0001]本专利技术涉及对塑料基材具有良好粘结性的水分固化的聚氨酯组合物，以及将其作为弹性粘合剂的用途。
现有技术
[0002]通过异氰酸酯基团与水分或水反应而交联并固化产生弹性体的聚氨酯组合物尤其在建筑和制造业中用作弹性粘合剂或密封剂，例如用于粘合装配中的部件或用于填充接头。由于它们的粘结性和弹性，它们可轻轻地阻尼和缓冲作用在基材上的力，例如由振动或温度变化引发的力。增塑剂在这里支持高柔性，但对于发展对塑料基材的良好粘结性是不利的。
[0003]聚氨酯组合物包含含有异氰酸酯基团的聚合物作为粘结剂，这些聚合物是通过多元醇与单体二异氰酸酯反应制备的。如此获得的聚合物，由于扩链反应，含有残留的单体二异氰酸酯含量，通常在以重量计1％至3％之间。单体二异氰酸酯对健康有潜在的危害。含有单体二异氰酸酯的配方，特别是大于0.1重量％的浓度，必须在标签和数据表中提供危险符号和警告信息，而且在一些国家可能受到销售和使用方面的规定。因此，对具有低单体含量的聚氨酯组合物感兴趣，尤其是低于0.1重量％。
[0004]对于单体二异氰酸酯含量低的含有异氰酸酯基团的聚合物有吸引的途径是在制备聚合物时过量使用单体二异氰酸酯，然后通过蒸馏的方式除去大部分未转化的单体二异氰酸酯。对于分子量低并因此易挥发的单体二异氰酸酯，例如正己烷二异氰酸酯，这种途径特别容易实施。然而，以其为基础的聚合物导致产品固化缓慢和机械强度低。基于二苯甲烷
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4,4'
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二异氰酸酯(4,4'<br/>‑
MDI)的聚合物能够快速、可靠的固化，并具有高强度和高弹性。然而，在蒸馏去除单体二异氰酸酯中，由于4,4'
‑
MDI的低挥发性，生产要求更高。
[0005]工业上对用于粘合塑料基材的弹性粘合剂的需求越来越大，例如用于粘合车辆的头灯外壳或全景顶、船舶或火车的有机玻璃或大篷车的各种部件。这里的粘合剂将快速可靠地固化，在具有高强度的同时非常弹性，并且在塑料基材上没有复杂预处理的情况下，甚至在热和水压力下也具有高的粘合强度。然而，基于单体水平低的聚合物的粘合剂，尤其是由于大量缺乏单体二异氰酸酯，在与塑料基材建立粘结性方面存在缺陷。
[0006]专利技术概述
[0007]因此，本专利技术的目的是提供水分固化的聚氨酯组合物，即使在单体二异氰酸酯含量低的情况下，也快速可靠地固化，并与塑料基材建立良好的粘结性，同时具有高延伸性和强度。
[0008]通过如权利要求1中描述的组合物来实现这一目的。它含有线性长链聚合物P1和支链聚合物P2的组合，其重量比在80/20
‑
95/5范围内，增塑剂的含量不大于15重量％。令人惊讶地，在本专利技术组合物中聚合物P1和P2之间的重量比，即使在热和水的压力下，也显示出对基材，特别是聚碳酸酯的优异粘结性。具有较高比例的支化聚合物P2的相应组合物显示出明显较差的粘结性，而在支化聚合物P2含量较低的情况下，固化组合物的拉伸强度明显
突然下降，并且不足。本专利技术的组合物特别令人惊讶的是，尽管支化聚合物P2的含量低，甚至在二异氰酸酯单体含量极低的情况下，结果仍是产品具有高强度(拉伸强度和弹性模量)。
[0009]本专利技术的组合物使弹性粘合剂具有良好的储存稳定性(排除了水分的情况下)，开放时间长，加上快速固化和高伸长率，具有令人惊讶的高强度和令人惊讶的对塑料基材的良好粘结性，甚至具有吸引人的EHS分类。
[0010]本专利技术另外的方面是另外的独立权利要求的主题。本专利技术特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。
[0011]本专利技术的实施方式
[0012]本专利技术提供了一种水分固化的聚氨酯组合物，包含
[0013](i)至少一种线性聚合物P1，含有异氰酸酯基团并且NCO含量在以重量计0.3％
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3.3％范围内，由至少一种单体芳族二异氰酸酯和OH数在5
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37mg KOH/g范围内的聚醚二醇反应得到，
[0014](ii)至少一种支化聚合物P2，含有异氰酸酯基团并且NCO含量在以重量计1％
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10％范围内，由至少一种单体芳族二异氰酸酯和平均OH官能度为至少2.2和OH数在16
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380mg KOH/g范围内的至少一种聚醚三醇反应得到，
[0015](iii)和含量不超过15重量％的增塑剂，基于整个组合物计，
[0016]其特征在于，聚合物P1和聚合物P2的重量比在80/20
‑
95/5范围内。
[0017]“单体二异氰酸酯”是指具有两个异氰酸酯基团的有机化合物，由具有4至15个碳原子的二价烃基分开。
[0018]“芳族”异氰酸酯基团是指直接与芳族碳原子结合的基团。仅具有芳族异氰酸酯基团的异氰酸酯相应地被称作“芳族异氰酸酯”。
[0019]“脂族”异氰酸酯基团是指直接与脂族或环脂族碳原子结合的基团。仅具有脂族异氰酸酯基团的异氰酸酯相应地被称作“脂族异氰酸酯”。
[0020]“单体芳族二异氰酸酯”是指具有芳族异氰酸酯基团的单体二异氰酸酯。
[0021]“NCO含量”是指异氰酸酯基团的含量，以重量％计。
[0022]“增塑剂”是指在室温下为液体，在其固化后在组合物中保持不变，并使固化组合物增塑的物质。
[0023]“分子量”是指分子或分子残基的摩尔质量(以克/摩尔为计)。“平均分子量”是指低聚物或聚合物分子或分子残基的多分散混合物的数均分子量(M
n
)。它通过凝胶渗透色谱法(GPC)针对聚苯乙烯作为标准测定。
[0024]当物质或组合物在室温下可在合适的容器中长期储存，通常至少3个月，优选至多6个月或更长时间，而这种储存不会导致其应用或使用性质在与其使用相关程度上发生任何变化时，则被称作“储存稳定的”或“可储存的”。
[0025]“塑料”是指基于大分子的有机材料。
[0026]“室温”是指23℃的温度。
[0027]本文件中提到的所有行业标准和规范都与首次提交之日的有效版本有关。
[0028]重量百分比(重量％)，缩写为wt％，是指以整个组合物或整个分子为基础的组合物或分子的成分的质量比例，除非另有说明。术语“质量”和“重量”在本文件中同义使用。
[0029]聚合物P1优选具有NCO含量在以重量计0.5％
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2.6％范围内，特别是以重量计0.7％至2.0％，更优选以重量计0.9％至2.0％。
[0030]合适的单体芳族二异氰酸酯尤其是4,4
’‑
二苯甲烷二异氰酸酯，任选具有以下部分：二苯甲烷2,4'
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和/或2,2'
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二异氰酸酯(MDI)、苯亚甲基
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2,4
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二异氰酸酯或其与苯亚甲基
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2,6
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二异氰酸甲苯(TDI)、亚苯基
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.水分固化的聚氨酯组合物，包含(i)至少一种线性聚合物P1，含有异氰酸酯基团并且NCO含量在以重量计0.3％
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3.3％范围内，由至少一种单体芳族二异氰酸酯与OH数在5
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37mg KOH/g范围内的聚醚二醇反应得到，(ii)至少一种支化聚合物P2，含有异氰酸酯基团并且NCO含量在以重量计1％
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10％范围内，由至少一种单体芳族二异氰酸酯与平均OH官能度在至少2.2的范围内和OH数在16
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380mg KOH/g范围内的至少一种聚醚三醇反应得到，(iii)和含量不超过15重量％的增塑剂，基于整个组合物计，其特征在于，聚合物P1和聚合物P2的重量比在80/20
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95/5范围内。2.根据权利要求1所述的水分固化的聚氨酯组合物，特征在于聚合物P1的NCO含量在以重量计0.5％
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2.6％的范围内。3.根据权利要求1和2中任一项所述的水分固化的聚氨酯组合物，特征在于以这样的方式制备聚合物P1，使得反应中的NCO/OH比率至少为4/1，随后通过适当的分离过程去除大部分单体芳族二异氰酸酯，使得所得的含有异氰酸酯基团的聚合物P1在蒸馏后含有不大于0.5重量％的单体二异氰酸酯。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水分固化的聚氨酯组合物，特征在于聚醚二醇具有6
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33mg KOH/g范围内的OH数和至少1.9的平均OH官能度。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水分固化的聚氨酯组合物，特征在于两种聚合物P1和P2的单体芳族二异氰酸酯均为4,4
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二苯甲烷二异氰酸酯。6.根据权利要求1至5中任一项所述的水分固化的聚氨酯组合物，特征在于聚合物P1和聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：