[发明专利]促凝和增韧的两部分环氧粘合剂

说明书

发明领域

本发明涉及两部分环氧粘合剂组合物，并涉及具有良好的强度和快速固化性质的固化环氧粘合剂。

发明背景

环氧粘合剂，包括1-组分(1K)和2-组分(2K)粘合剂，经常用于工业中，例如汽车工业中、物品的初始构造中(例如汽车装配厂)，以及用于修复物品(例如，在汽车修理店修复结构或闭合件)。另外它们可直接在汽车制造商处用于在车身车间以外接合金属部件(优选外挂部件)如门或引擎罩。除金属外，它们还可用于粘合其他基材，如塑料或复合材料，例如碳纤维复合材料(CFC)。

1K粘合剂在工厂环境中通常比2K粘合剂优选，因为1K粘合剂通常展现更好的强度性质和腐蚀性质，以及对表面缺陷和条件(例如存在制造用油)更好的容忍度。然而，为了固化，1K粘合剂通常需要升高的温度，例如超过60℃或100℃。

这种升高的温度在修理环境中，例如在家庭或在汽车修理店中，通常实际上达不到。因此，在这种环境中通常使用2K粘合剂，尽管固化时间较长并且强度相对降低。例如，零售的快速变定(setting)2K环氧化物通常不包含反应性增韧剂(其是比较昂贵的)，因此通常展现出较差的静态和动态强度性质。

2K环氧粘合剂的两个部分通常是环氧树脂方(本文中称为部分A)，和硬化剂方(本文中称为部分B)。2K环氧粘合剂(例如用于例如汽车工业中)应该是挠性的并且应该提供一定的韧度。韧度不足的粘合剂会太脆，不能承受动态负载情形并且可能不是很适合修理最初利用单组分耐冲击环氧粘合剂(1K CDA)粘合的结构部件。

通常的2K环氧粘合剂随时间固化缓慢，并且在操作之前通常需要固化6到8小时，完全固化要一、二、或多至七天。一些目前可得到的增韧型2K环氧粘合剂提供了高的动态剥离强度，但是没能提供随时间强度的迅速增进。随时间快速的强度增进对于节省加工时间、更迅速移动部件、或通过热手段如感应来加速固化将是有益的。

通过向2K环氧粘合剂的硬化剂方添加某些低分子量添加剂，有可能加速固化时间，但是这些添加剂倾向于增加固化的粘合剂的脆度，并且倾向于降低动态强度性能。因此，当使用这样的添加剂时，通常向2K粘合剂的环氧树脂方添加增韧剂以降低脆度。

美国专利No.5,278,257描述了1K环氧组合物，含有A)基于至少一种1,3-二烯和至少一种极性烯键式不饱和共聚单体的共聚物，和B)式I的酚封端的聚氨酯、聚脲或聚脲-氨基甲酸酯

其中描述了m是1或2，n是2至6，R¹是在环氧树脂中可溶解或可分散的弹性体预聚物的n价基团，X和Y彼此独立地是––O–或–NR³–，这些基团之一必需是–NR³–，R²是多酚或氨基酚分别除去酚羟基或氨基或所述氨基和酚羟基二者之后的m+1价基团，以及R³是氢、C₁-C₆烷基或苯基。还描述了含组分A)和B)以及环氧树脂C)的化合物。所述固化产物以高剥离强度和高度抗裂纹扩展为特征。所述可固化组合物可用作，例如，结构粘合剂。

美国专利No.7,557,169描述了1K环氧组合物，其包含一种或多种环氧树脂；一种或多种橡胶改性环氧树脂；一种或多种增韧组合物，所述增韧组合物包含一种或多种端异氰酸酯预聚物和一种或多种具有一个或多个酚基、苄醇基、氨苯基或苄氨基的封端化合物的反应产物，其中所述反应产物以所述封端化合物为末端；一种或多种环氧树脂固化剂和一种或多种催化剂，其在约100℃或更高的温度下引发固化；和任选的，可用于环氧粘合剂组合物的填料、助粘剂、润湿剂或流变添加剂；其中所述粘合剂组合物在45℃具有约20Pas至约400Pas的粘度。所述组合物可用作粘合剂并利用高速流注方法作为流施用。

美国专利公布2009/0048370(WO 2009/025991A1)公开了双组分环氧基结构粘合剂，其表现出出色的抗冲击性，即使当在大约室温下固化时。所述粘合剂包括环氧树脂组分，所述组分包含环氧树脂和反应性增韧剂。所述粘合剂还包括硬化剂组分，其包含15至50重量％的胺封端聚醚、4至40重量％的玻璃化转变温度为-40℃或更低的胺封端橡胶、和10至30重量％的熔融温度不高于50℃的胺封端聚酰胺。

对于具有快速固化和高动态和/或准静态强度的K环氧粘合剂，仍有需求。

发明概述