[发明专利]可固化粘合剂组合物

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2010年12月23日提交的欧洲专利申请No.10196904.6的权益，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。

本发明涉及可固化和固化形式的两部分环氧基粘合剂组合物。本发明的另一个对象是用此类粘合剂组合物粘结到一起的制品。本发明还涉及用根据本发明的粘合剂组合物将两个基底粘结到一起的方法。最后，本发明涉及使用环氧胺和/或环氧硫醇加合物作为可固化环氧树脂或两部分可固化环氧粘合剂的固化剂。

可固化环氧基粘合剂组合物广泛用作单部分或两部分形式的结构粘合剂。通常将此类结构粘合剂配制为热固性组合物，其可用于代替或增强常规的连接技术，诸如螺钉、螺栓、钉子、U形钉、铆钉和金属熔合工艺(诸如焊接、硬钎焊和软钎焊)。结构粘合剂用于诸如汽车和航空行业范围内的多种应用。要可用作结构粘合剂，需要良好的机械强度和抗冲击性。

结构粘合剂粘结体的物理特性取决于结构粘合剂与施加有该结构粘合剂的基底表面之间的相互作用。在理想的条件下，将结构粘合剂施加到清洁表面上；然而，一些基底的表面被诸如各种油和润滑剂的含烃材料污染。油污染在为车辆(如汽车)的一部分的基底上并不少见。油污染的存在可导致粘合剂/基底界面处不期望的粘结失效。

可能难以将含烃材料从基底的表面移除。诸如干擦和/或使用压缩空气的机械处理往往会在表面上留下含烃材料的薄层。液体清洁组合物可能有效，但这些组合物通常需要进行收集和再利用或丢弃。另外，清洁步骤之后通常需要进行干燥步骤。

在汽车工业应用中，几乎总是通过将环氧基粘合剂暴露于至少60℃有时高达170℃的温度下来使其热固化。在这些情况下，可使用单部分或两部分粘合剂，但单部分类型通常更有利，因为它们对油污染的基底表面通常具有更高的耐受性。然而，与两部分环氧粘合剂组合物相比，在给定温度下单部分环氧粘合剂需要更长的固化时间。其部分原因在于，单部分粘合剂组合物中通常包含的许多固化剂在室温下为了贮存稳定性而去活化。在更高的温度下，封存性固化剂反应组解封，并且这时变得可与环氧树脂反应。

用于增加单部分环氧粘合剂制剂的使用寿命的其他机制利用了固化剂与环氧树脂在室温下的可混和性不足，而在高温下提供可混和性。该机制的例子是双氰胺固化剂，其在室温下不可与环氧树脂混溶，但在高于150℃的温度下可与环氧树脂混溶。

由于所得的单部分环氧粘合剂的固化速度的延迟，需要首先通过点焊接临时固定必须粘结的工件，以防该工件不能对准。该附加的工序和单部分环氧体系的普遍较慢的固化速度增加了生产周期时间。

另一方面，两部分环氧基粘合剂表现出较高的固化速度，从而不必对工件进行临时的预固定。然而，由于对油覆盖的基底耐受性较低，两部分环氧粘合剂的应用范围仅限于汽车应用。

因此本发明的一个目的是提供可固化两部分环氧粘合剂组合物，其对基底表面的油污染耐受性更高。同时，与迄今为止已知的两部分环氧粘合剂相比，可固化粘合剂组合物还应当具有更好的抗冲击性能。

该目的通过包含第一部分和第二部分的可固化粘合剂组合物解决，该可固化粘合剂组合物包含：

第一部分中的至少一种环氧树脂和第二部分中环氧胺和/或环氧硫醇加合物形式的至少一种固化剂，该固化剂可通过使至少一种伯胺、仲胺和/或硫醇与包含至少一个末端环氧基团的至少一种多羟基化合物反应而获得。

剥离测试、搭接剪切强度测试和抗冲击测试的结果显示，上述固化剂显著增加了用此类固化剂配制的两部分环氧粘合剂组合物对油污染的耐受性。它们的冲击行为也优于其他两部分环氧体系。据信，这些改进可通过由上述固化剂在粘合剂组合物中形成更好的油溶性而实现。更好的抗冲击性可归因于该固化剂的多元醇主链。换句话讲，本发明所用固化剂将韧化和固化性能组合到单个化合物中。

由于固化剂与环氧基团的反应性，在使用可固化粘合剂组合物之前，环氧树脂在第一部分中与固化剂分开。除环氧树脂以外，该第一部分可包含不与环氧树脂反应或与环氧树脂的仅一部分反应的其他组分。同样，第二部分可包含不与固化剂反应或与固化剂的仅一部分反应的其他组分。可任选地向第一部分中加入存在的反应性液态改性剂，以避免与固化剂过早反应。韧化剂和诸如驱油剂的其他任选组分可以包含在第一部分中、第二部分中或第一部分和第二部分两者中。当第一部分和第二部分混合在一起时，各种组分反应形成固化的粘合剂组合物。