[发明专利]具有改善的低温耐冲击性的耐碰撞环氧粘合剂

说明书

一种单组分环氧粘合剂组合物，其由以下各项构成：环氧树脂；基于聚氨酯的增韧剂；环氧基封端的增韧剂，其由以环氧基封端的聚合物主链构成，其中该聚合物主链在该环氧树脂中至少部分地不可混溶；和环氧固化剂。该单组分粘合剂组合物可具有在低温如‑40℃或更低下改善的耐冲击性。该环氧基增韧剂可通过以下方式形成：使多元醇的羟基与化学计量过量的环状酸酐反应，以形成羧酸封端的聚合物。然后使该羧酸封端的聚合物与化学计量过量的、具有至少两个环氧基团的环氧树脂反应，以形成该具有环氧端基的环氧基封端的增韧剂。

技术领域

本发明总体上涉及抗冲击改性剂，并且具体涉及一种具有改善的低温耐冲击性的热固性环氧树脂。

背景技术

基于环氧树脂的粘合剂用于将各种不同的基材粘结在一起。在某些应用中，粘合剂必须在非常宽的温度范围内维持对基材的良好粘结和良好的耐冲击性。例如，环氧树脂粘合剂用于汽车行业框架和其他结构中的金属-金属粘结中。粘合剂粘结可以减少构建框架所需的焊接数目，并且鉴于此，这些粘合剂的使用可以降低组装成本。在随后的制造过程期间和车辆的寿命期间，粘合剂将经受非常宽的温度范围。这些温度可高达80℃。用于寒冷气候中的汽车可以暴露于低至-40℃的温度。

结构粘合剂可能在航空航天制造中提供与其在汽车领域中所提供的优势相似的优势-降低的车辆重量和降低的制造成本。然而，当航空器在30,000英尺或更高的海拔处操作时(这在该行业中为常见的)，它们常规地暴露于低至-60℃至-70℃的温度。用于这些应用中的结构粘合剂必须在这些温度下保持足够的粘附性和耐冲击性。

许多用于汽车应用中的结构粘合剂是基于橡胶改性的环氧树脂和反应性“增韧剂”。这些类型的结构粘合剂在例如美国专利号5,202,390、美国专利号5,278,257、WO2005/118734、美国公开专利申请号2005/0070634、美国公开专利申请号2005/0209401、美国公开专利申请2006/0276601和EP-A-0 308 664中描述。不幸的是，这些结构粘合剂在-40℃或更低的温度下倾向于展现性能的显著下降。希望提供一种结构粘合剂，其具有良好的粘附性和冲击特性，并且其在低至-60℃或-70℃的温度下更好地保持这些特性。

美国专利公开号2011/0114257描述了一种含有一个或多个羧酸基团的抗冲击改性剂，其由二羧酸或三羧酸的内酐与至少一种含有至少一个羟基的两亲性嵌段共聚物的反应制备。将该抗冲击改性剂与环氧树脂共混并意指提供在高于或接近-40℃的温度下的耐冲击性的改善。

在WO 2005/007720和US 2007/0066721中，描述了一种粘合剂体系，其含有基于聚四氢呋喃(PTHF，也称为聚四亚甲基二醇、PTMEG、聚四亚甲基氧化物、和PTMO)的聚四氢呋喃基增韧剂。WO 2005/007720和US 2007/0066721描述了基于具有不同分子量的PTHF聚合物的增韧剂。在那些体系中，报道了PTHF的分子量对粘合剂特性具有很小影响。

最近，在申请WO/2016/108958中，两亲性嵌段共聚物被描述为用于改善在低于-40℃下的耐冲击性的增韧剂，其可以羟基或羧酸基团封端。然而，这些增韧剂可能遭受降低的粘合剂的储存期限并仅稍微改善的低温特性。

因此，希望提供一种粘合剂组合物，其具有在接近和低于-40℃的温度下改善的耐冲击性并具有改善的稳定性(储存期限)。

发明内容