[发明专利]水分固化粘合剂和密封剂

说明书

本发明的主题是在水分作用下固化的粘合剂和密封剂，其具有良好 的可储存性、可在较宽的限值内调节的可加工性和快速的彻底固化 ()。

根据其异氰酸酯含量，基于芳香族多异氰酸酯的水分固化的异氰酸 酯封端的预聚物(例如TDI和优选的MDI)作为粘合剂、密封剂和涂料 应用于工业和自助(DIY)应用的广大领域。

实例是木材的粘合、夹层结构的制备(由例如木板或铝板与绝缘材 料(例如石棉、EPS或聚氨酯硬质泡沫材料)构成如在容器结构中使用 的绝缘元件)、由热塑性聚氨酯泡沫塑料、玻璃纤维无纺布和装饰织物 制成的汽车内顶板结构的制备，NCO预聚物将各层彼此粘结起来而且还 额外使该整体复合物增强，或者对路面结构中松散砖成分进行强化。该 市场部分的优选NCO范围为约12～18重量％的NCO含量。

具有约6～12重量％的NCO含量的NCO封端预聚物在固化之后产 生较柔软的聚氨酯，因此更适于制备更柔软的复合物材料，例如制备作 为用于儿童游戏场地的地板元件的橡胶粒状复合物(Compound)。

用具有1～5重量％的异氰酸酯含量的异氰酸酯封端的预聚物得到 甚至更柔软的多异氰酸酯，其例如广泛用作建筑密封剂或用作汽车工业 中用于粘结挡风玻璃的粘合密封剂等。

一类新型的聚氨酯粘合剂是反应性聚氨酯热熔体(Hotmelts)，其 在2～5重量％的异氰酸酯含量下，根据所用的多元醇，也可以产生非 常刚性的聚氨酯。

对于所有这些预聚物，水与异氰酸酯基团的反应通常在链延长的情 况下产生聚脲链段，其为所得到的聚氨酯提供了高强度和突出的物理性 质(例如韧性、热稳定性等)。

该预聚物的重要优点是其为单组分系统，因为与水的反应进行地非 常安全，不需要双组分系统所需的任何复杂的化学计量考虑。甚至在大 量过量的水情况下，该反应通常也会产生固化的聚氨酯。通常存在的大 气水分和/或基材水分足以作为反应参与物，但特别是具有不透水的顶涂 层(例如铝型材)的情况下，也可以用水进行喷雾。

对于实际应用，通过添加催化剂调节系统的开放时间(offene Zeit)。 开放时间理解为其中在施加至待粘合的基材上后该系统仍可容易加工 的时间。术语“可加工”对于各种应用应当重新定义。在粘合剂的情况 下，该可加工性通常由两种基材仍可以毫无问题地结合的时间所定义。 如果超过加工时间，就不再能够获得最佳的性质(例如重新定位)。

从该加工时间结束到达到最佳的最终性质所需的时间应当尽可能 短，因为过长的等待时间在实践中意味着更高的成本，例如在压力下更 长的停留时间，等。

加工时间的长度在实践中原则上可以通过使用催化剂任意地进行 控制，但同时该系统的可储存性(无水进入)也会受到所有催化剂的损 害，以致非常快速调节的系统也具有有限的可储存性，这会影响产品的 后勤保障。该有限的可储存性主要显示在粘度的快速升高中，这会导致 凝胶化。另一方面，一些催化剂尽管可以很好地控制加工时间，但会导 致系统的过长固化时间。这通常意味着在其可以进一步加工之前该部件 必须进行临时储存。

例如在A.Farkas和G.A.Mills，Adva.Catalysis，13，393(1962)，J.H. Saunders和K.C.Frisch，Polyurethanes，第I部分，Wiey-Interscience，New York，1962，第VI章、K.C.Frisch和L.P.Rumao，J.Macromol.Sci.-Revs. Macromol.Chem.，C5(1)，103-150(1970)或G.Woods，The ICI Polyurethane Book，John Wiley & Sons，第41-45页，1987中可以发现催 化剂的概述。

通用催化剂是在聚氨酯工业中已知的产品，例如脂肪族叔胺和/或金 属催化剂。

因此金属催化剂(例如二月桂酸二丁基锡)显示出对水和包含异氰 酸酯基团的预聚物的反应突出的促进性，而且带来了良好的完全固化， 但是对可储存性产生了相同程度的负面影响。在EP-A0 132 675中，尽 管通过添加甲苯磺酰基异氰酸酯对催化剂的“堵塞化(Blockierung)” 实现了改进，但最痕量的水分仍足以抵消这种堵塞化，总的来讲其导致 了改进的但仍不足的可储存性。

实践中，大多使用各种催化剂的混合物以尽可能达到所有性质的组 合。