[发明专利]用红外辐射固化的潜伏型双组分聚氨基甲酸酯粘合剂

说明书

双组分聚氨基甲酸酯粘合剂包括多元醇组分和聚异氰酸酯组分。多元醇组分包括聚醚多元醇和脂肪族二醇增链剂，但不含伯胺和叔胺化合物。聚异氰酸酯组分包括一种或多种聚异氰酸酯化合物。粘合剂含有巯基乙酸二烷基锡催化剂与酸封端环脒催化剂的混合物。锡催化剂配制成多元醇组分，而环脒催化剂可以配制成多元醇或聚异氰酸酯组分。

技术领域

本发明涉及在通过施加红外辐射时快速产生粘合强度的潜伏型双组分聚氨基甲酸酯粘合剂。

背景技术

聚氨基甲酸酯是众所周知类型的粘合剂。其含有现场固化以形成粘合层的前体材料。聚氨基甲酸酯粘合剂分为单组分和双组分类型。单组分类型通常呈现湿固化或热活化固化。双组分类型由包括一种或多种聚异氰酸酯化合物的树脂组分和包括一种或多种多元醇的固化剂组分组成。当两种组分混合时，聚异氰酸酯和多元醇反应以形成固化的聚氨基甲酸酯粘合剂。聚氨基甲酸酯粘合剂可以经配制以在室温下或在暴露于某些条件(其实例是高温)时固化。随着粘合剂固化，其可以与多种类型的衬底形成强粘合性粘结。

双组分聚氨基甲酸酯粘合剂通常用具有伯氨基和/或仲氨基的少量胺化合物配制。氨基与异氰酸酯极快速地反应。此快速反应在材料不发生凝胶化的情况下引起初始粘度的快速提高。粘度的初始提高使粘合剂在可以固化之前对下沉或流失更具抵抗性。

胺化合物的存在往往会缩短晾置时间并不利地影响储存稳定性。出于那些原因，有时候期望从粘合剂组合物中去除胺化合物，同时维持合适的晾置时间并且其后获得快速固化。双组分粘合剂的“晾置时间”是指在两种组分混合之后粘合剂仍然可流动并能够粘结到衬底的时间量。

兼得长晾置时间和快速固化的一种方法是通过配制粘合剂以具有热活化固化。此类粘合剂在环境温度下缓慢固化，进而允许在粘合剂仍然可流动时涂覆粘合剂并放置衬底。随后将所得组合体加热到高温，在所述高温下发生快速固化。

使用常规固化炉的加热往往缓慢并且昂贵，并且可能并不非常适合于大型或复杂组合体。为降低成本并加速固化，已开发红外加热方法。这些方法相比对流炉使衬底/粘合剂组合体更加快速地达到固化温度。

红外加热方法可用于部分固化粘合剂以产生足够的初始粘合强度，从而允许在下游制造操作中处理粘附的组合体，同时允许后续产生完全固化。此方法可以加速生产过程，因为在可以进行后续制造步骤之前不必等待粘合剂完全固化。

红外加热的另一优势在于可以将其定向，因此仅加热组合体的特定位置。这允许点固化，即仅固化粘合剂的预定部分。在施加局部加热的地方形成局部的强粘合剂粘结。即使大量粘合剂仍未固化或仅部分固化，但这些局部粘结为组合体提供足够强度从而可以对其进行操控。此方法节约时间，因为完成局部加热可以比固化整个组合体更加快速，并且节约能量，因为仅需要加热组合体的一部分。后续完全固化可以在环境温度下进行，或者如果需要高温固化，那么此完全固化步骤有时可以与另一制造步骤(如喷涂固化步骤)结合以节约成本并加速制造速率。

所需要的是双组分粘合剂，其在室温下展示延长的凝固时间，但仍然即使在室温下也能够固化。粘合剂优选地在暴露于红外加热时快速产生粘合强度。

发明内容

本发明在一个方面中是具有多元醇组分和异氰酸酯组分的双组分聚氨基甲酸酯粘合剂组合物，其中所述多元醇组分包括：

a)以多元醇组分的重量计，至少35重量百分比的一种或多种羟基当量为400到2000并且标称羟基官能度为2到4的多元醇；

b)每当量a)2.5到6当量的一种或多种脂肪族二醇增链剂；

c)每100重量份组分a)，0.05到0.15重量份的一种或多种潜伏型室温有机金属催化剂；和

d)以多元醇组分的重量计，0到60重量百分比的至少一种粒状填充剂，多元醇组分不含具有伯和/或仲氨基的化合物；

聚异氰酸酯组分包括：