[发明专利]适用于粘合到玻璃的快速固化粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将两个衬底粘合在一起的快速固化系统，其包含一或多种异氰酸酯官能组分。本发明还包含一种使用所述系统用于将衬底粘合在一起的方法。

背景技术

具有异氰酸酯官能组分的组合物被用来将衬底粘合在一起，如将玻璃(通常呈窗户的形式)粘合到结构中。在汽车组装厂中，窗户通常是用含有异氰酸酯官能组分的一份式(one part)粘合剂组合物粘合，所述粘合剂组合物通过与环境湿气反应而固化，并且耗费数小时或数天来固化。在组装厂中，车辆持续数小时不被驾驶，并且这是可接受的。所属领域中已知的一份式湿气固化粘合剂公开于美国专利4,374,237、4,687,533、4,780,520、5,063,269、5,623,044、5,603,798、5,852,137、5,922,809、5,976,305、5,852,137以及6,512,033中，相关部分以引用的方式并入本文中。

含有异氰酸酯官能预聚物(在一份中)和具有异氰酸酯反应性组分的化合物(在另一份中)的两份式组合物在固化速度较为重要时使用，如在汽车售后更换玻璃业务中。顾客希望粘合剂快速固化以使得在更换窗户之后可以尽可能快地驾驶车辆。两份式组合物的实例公开于EP 1,524,282；美国专利5,852,103、6,709,539、7,101,950以及7,361,292中，其以全文引用的方式并入本文中。对于某些应用，即使是含有异氰酸酯官能预聚物的两份式组合物对于某些应用或顾客而言也固化得不够快。一种先前在商业上利用的解决方案涉及使异氰酸酯官能预聚物与含有水的糊状物接触，参见谢(Hsieh)等人US 4,687,533，其以全文引用的方式并入本文中。对于原始设备制造(Original Equipment Manufacturing)，两份式系统的使用已经被含有促进快速固化的催化剂的一份式系统替换，参见例如里斯克(Risk)等人US 4,780,520，其以全文引用的方式并入本文中。一些本领域技术人员已经试图通过增加催化剂浓度或其它配方调节来解决这一问题，这些配方调节中的大多数导致粘合剂中的气泡形成。经固化粘合剂中的气泡可以导致经固化粘合剂的强度的显著减小。这些粘合剂可以在与安全性相关并且所述强度减少是不可接受的应用中使用。

当温度显著低于环境温度(约23℃)和/或环境相对湿度较低(低于50％RH)时，具有快速固化催化剂的粘合系统的固化速率与所希望的相比可能较慢。当温度和/或相对湿度较低时，需要甚至更快的固化系统。因此，需要在较低环境温度和湿度下展现快速固化速率并且不在经固化粘合剂中形成气泡的粘合系统。

发明内容

本发明是一种组合物，其包含：一份式粘合剂组合物，所述一份式粘合剂组合物包含a)一或多种异氰酸酯官能组分；b)一或多种催化剂，所述催化剂用于异氰酸酯基与含有活性氢的基团的反应；c)一或多种不增强在固化期间的空隙形成的填充剂；d)一或多种具有碱性特征的填充剂；以及固化促进剂，所述固化促进剂包含：e)一或多种液体载剂；f)水；以及g)一或多种糊状物形成剂。当环境温度和湿度提供适当快的固化速率时，一份式粘合剂组合物可以单独使用。当温度和/或湿度足够低以使得单独的粘合剂的固化速率对于特定用途而言不可接受时，可以使用固化促进剂。优选地，一或多种不增强在固化期间的空隙形成的填充剂是选自高表面积碳黑。在一些实施例中，糊状物形成剂包含与水和液体载剂形成均质糊状物的一或多种物质。在一些实施例中，液体载剂是乙二醇醚或聚醚多元醇。在一些实施例中，固化促进剂中所含的羟基与粘合剂中的异氰酸酯基的当量比是约0.7:1.0到1.3:1.0。优选地，一或多种具有碱性特征的填充剂在溶解或分散于去离子水中时展现9.0或大于9.0的pH。优选地，一或多种具有碱性特征的填充剂包含滑石或碳酸钙中的一或多者。

在另一实施例中，本发明是一种方法，其包含：i)使粘合剂与固化促进剂接触；ii)使经接触的部分与第一衬底和/或第二衬底中的一者或两者接触；iii)使第一衬底与第二衬底接触，其中经接触部分安置在两个衬底之间；以及iv)使粘合剂固化并且将两个衬底粘合在一起。优选地，在步骤i)中接触的粘合剂与固化促进剂在与衬底接触之前被混合。