[发明专利]聚脲粘合剂

说明书

技术领域

本发明大体上涉及粘合剂，更具体而言，涉及聚脲粘合剂。

背景技术

各种粘合剂产品可商购而用作密封剂或粘合剂以修复或补缀例如 天然橡胶、合成橡胶、塑化聚氯乙烯、聚氯丁二烯等的聚合弹性材料。

聚脲通过基本上等量的聚异氰酸酯和具有末端氨基的聚胺(尤其 是二胺)的加聚而获得。通常，聚脲固化后为刚性组合物，且通常用 于需要快速固化和短周期时间的汽车零件的注射成型，以及用于模塑 如滑轮和滑雪靴的刚性制品。

已知在粘合剂中使用聚脲。例如，美国专利No.5,183,877公开了 通过使聚脲预聚物与由特定聚醚胺和增链剂组成的二元掺合物反应制 得的聚合粘合剂，所述增链剂由芳香族二胺组成。

美国专利No.6,624,283公开了基于包含脲或尿烷和异氰脲酸酯基 团的共聚物的粘合剂。所述粘合剂被公开为可用于轮胎翻新以及例如 弹性鞋底的粘结的其他工业用途。

发明内容

本发明的特定的具体实施方案包括可通过反应组分的反应获得的 聚脲粘合剂组合物。所述反应组分包括官能度等于或大于3的包含异 氰脲酸酯环的聚异氰酸酯、平均分子量大于约500道尔顿(dalton)的 聚胺和羧酸。此外，所述反应组分可包含芳香族二胺增链剂。异氰酸 酯基团与反应组分的全部胺和羧酸官能的摩尔比为1.5至3.5。

在特定具体实施方案中，所述聚异氰酸酯可为衍生自官能度等于3 的六亚甲基二异氰酸酯的三聚体，且所述羧酸可选自脂肪酸、松香酸 或其混合物。

本发明的特定具体实施方案进一步提供了一种方法，该方法具有 包括使如下反应组分以相对于反应物的总质量的质量分数反应以形成 聚脲粘合剂的步骤：

40％至70％的官能度等于或大于3的包含异氰脲酸酯环的聚异氰 酸酯；

10％至40％的平均分子量大于约500道尔顿的聚胺；

5％至25％的羧酸；以及

0％至20％的芳香族二胺增链剂。

本发明的方法的特定具体实施方案可进一步包括将聚脲粘合剂施 用至交联橡胶制品的面(face)并将所述交联橡胶制品的面粘结至基材 的步骤。

本发明的特定具体实施方案进一步提供了包含用上述聚脲粘合剂 粘结至制品的组分的制品。组件与制品的粘结面可具有交联橡胶组合 物。所述制品可为，例如，轮胎、胎面(tread band)和/或应用于轮胎 的补丁。

本发明的前述和其他目标、特征和优点通过如下本发明的特定示 例具体实施方案的更特定的描述而明显。

具体实施方式

本发明提供了聚脲粘合剂、其使用方法和制备方法以及包括作为 粘结材料的所述粘合剂的制品。本发明的聚脲粘合剂特别适合用于粘 结弹性体，尤其是为交联橡胶组合物的那些弹性体。令人惊讶地，已 发现通过包括羧酸作为聚脲粘合剂的反应物之一，相比于不使用羧酸 作为反应物的类似粘合剂，所述粘合剂的粘结强度相当大地增加。有 利地，在粘合剂变得过于粘性而不能铺展之前，粘合剂使用的适用期 或时限非常短。作为指导，所述适用期在环境条件下为约1.5至4分钟。

已知聚脲为异氰酸酯与胺的反应产物。本发明的聚脲粘合剂包括 具有异氰脲酸酯环的聚异氰酸酯作为形成聚脲粘合剂的反应组分。这 些环提供在高于100℃的温度下具有热稳定性的粘合剂。所得的具有 异氰脲酸酯环的聚脲粘合剂的热稳定性使得所述粘合剂特别可用于轮 胎中的用途，如将外胎面(tread)粘合至轮胎胎体或将补丁粘合至轮 胎。

本发明的特定具体实施方案包括在环境温度下具有低粘度并具有 根据Brookfield技术测得的8至16泊的粘度的聚异氰酸酯作为聚脲粘 合剂的反应组分。所述聚异氰酸酯可为脂族或芳香族的，且在特定具 体实施方案中，所述聚异氰酸酯可为二聚体或三聚体。在一个具体实 施方案中，所述具有异氰脲酸酯基团的聚异氰酸酯衍生自官能度等于 或大于3的六亚甲基二异氰酸酯。在该实施例中，六亚甲基二异氰酸 酯围绕异氰脲酸酯环连接。

除了聚异氰酸酯之外，聚脲粘合剂的特定具体实施方案进一步包 括平均分子量大于约500道尔顿(或在其他具体实施方案中大于约950 道尔顿)的聚胺作为反应组分。意图使所述聚胺与聚异氰酸酯反应以 获得构成聚脲粘合剂的一部分的脲基团。低聚二胺特别可用作聚胺反 应物。