[发明专利]用于环氧基粘合剂的新型抗冲改性剂

说明书

技术领域

本发明涉及环氧基团封端的抗冲改性剂，作为可能的中间产物的异氰酸酯封端的预聚物及其制备方法，以及抗冲改性剂在单组份或双组份环氧树脂组合物中的用途。

背景技术

在车辆和附件或机器和仪器的制造中，代替常规接合方法(例如螺栓连接、铆接、冲压或焊接)或者与常规接合方法组合，越来越多地使用高级粘合剂。因此在制造(例如复合材料和混杂材料的制造)中形成优点和新的可能性或者构件设计时的更大的自由度。为了用在车辆生产中，粘合剂必须在所有所使用的基底(特别是电解镀锌、热镀锌并且随后磷化的钢板，涂油钢板)上以及在任选经表面处理的不同铝合金上具有良好的粘附性。特别地，即使在老化(交变气候、盐雾浴等)之后，所述良好的粘附性能必须保持而无大的品质损失。当粘合剂用作汽车制造中的白车身粘合剂时，所述粘合剂相对于清洗槽和浸渍涂覆的耐受性(所谓的耐洗性)具有重要意义，从而能够保证生产者的工艺安全。

在单组份粘合剂的情况下，用于白车身的粘合剂应当理想地在30分钟和180℃的通常烘烤条件下固化。在双组份粘合剂的情况下，固化应当在室温下在数天至约1周的时间内进行，但是也可以使用加速的固化模式，例如在室温下4小时然后在60℃或85℃下30分钟。此外，粘合剂还应当直至约220℃是稳定的。对所述经固化的粘合剂或粘合的其它要求是保证在最高达约90℃的高温以及最低达约-40℃的低温下的操作安全性。由于这些粘合剂为结构粘合剂并且因此这些粘合剂粘合结构部件，所以粘合剂的高强度和冲击韧性具有重要意义。

常规环氧化物粘合剂的特征虽然在于高的机械强度，特别是高的拉伸强度。然而在粘合受到突然负荷的情况下，常规环氧化物粘合剂大多过脆并且因此在出现大的拉伸负荷和剥离负荷的碰撞条件下远不能满足要求，特别是汽车工业的要求。就此而言，在高温下，但是特别是在低温(例如＜-10℃)下的强度特别不足。

通过文献已知两种降低环氧化物粘合剂的脆性并且因此升高冲击韧性的方法：一方面可以通过掺混至少部分交联的高分子量化合物(例如核/壳聚合物或其它增韧聚合物和共聚物的乳胶)从而实现所述目的。这样一种方法例如描述于US 5290857中。另一方面也可以通过引入软链段(例如通过环氧化物组分的相应改性)从而实现一定的韧性升高。例如在US 4952645中描述了环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物通过与羧酸，特别是二聚或三聚脂肪酸以及与羧酸封端的二元醇反应从而进行增韧。

EP 0353190 A2涉及用于基于单酚封端或环氧封端的聚合物的环氧树脂的增韧组分。EP 1574537 A1和EP 1602702 A1描述了环氧树脂粘合剂组合物，所述环氧树脂粘合剂组合物包含单酚封端或环氧封端的聚合物作为抗冲剂。

WO 2004/055092 A1描述了通过在环氧化物粘合剂中使用环氧基团封端的抗冲改性剂从而具有改进的冲击韧性的可热固化的环氧树脂组合物，其中所述抗冲改性剂通过异氰酸酯封端的预聚物与羟基封端的环氧化合物的反应获得。

WO 2005/007720 A1描述了环氧基团封端的抗冲改性剂，所述抗冲改性剂通过异氰酸酯封端的预聚物与羟基封端的环氧化合物的反应获得，其中所述抗冲改性剂具有至少一种芳族结构单元，所述芳族结构单元通过氨基甲酸酯基团结合在聚合物链中。

EP 1741734 A1涉及可热固化的环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物包含固体环氧树脂和抗冲改性剂，所述抗冲改性剂可通过单羟基-环氧化合物和异氰酸酯封端的聚氨酯聚合物的反应获得，其中在一个用于制备聚氨酯聚合物的实施例中，使用聚亚烷基二醇和羟基封端的聚丁二烯的混合物作为多元醇。

EP 2060592 A1描述了可热固化的环氧树脂组合物，其中在一个实施例中由聚亚烷基二醇和羟基封端的聚丁二烯和异佛尔酮二异氰酸酯和腰果酚(作为封闭剂)的混合物制备韧性改进剂。

EP 0383505涉及反应性热熔粘合剂，其包含多异氰酸酯和聚醚多元醇的氨基甲酸酯预聚物和热塑性弹性体，其中为了制备氨基甲酸酯预聚物可以额外使用羟基封端的聚丁二烯。

发明内容

本发明的目的是提供用于环氧树脂组合物的抗冲改性剂，使用所述抗冲改性剂可以获得具有良好和均衡机械性能(特别是在拉伸剪切强度、弹性模量和耐冲击剥离性方面)的耐碰撞粘合剂。所述抗冲改性剂应当优选适合作为单组份或双组份环氧树脂组合物，特别是粘合剂的成分。另一个目的在于，可以在单步方法中制备抗冲改性剂，从而简化制备方法。

还应当在环氧化物封端的抗冲改性剂的制备中减少或避免可能的凝胶和不均匀性的形成，从而因此升高工艺安全性。