[发明专利]涂漆表面用无底漆的粘合剂

说明书

本发明涉及聚氨酯粘合剂组合物，其能够与涂漆表面粘合，不必使用底漆。

弹性聚氨酯聚合物通常用作与各种材料粘结的粘合剂。这种聚氨酯聚合物常制备成具有端基异氰酸酯基团，这样的聚合物在接触大气湿分后固化并与表面或底物粘结。例如，美国专利4,780,520描述了这种由异氰酸酯官能度为2.3-3.0的聚氨酯预聚物以及二吗啉代二乙基醚催化剂组成的湿分固化粘合剂(在此通过引用并入本文)。

聚氨酯粘合剂的一个重要用途在于汽车工业，用于玻璃制成的汽车部件如挡风玻璃、车后窗与底物的粘结。但是，底物涂漆后，与底物的粘结则很困难。

因而，为使粘合剂有效地与涂漆表面粘结，通常在施用粘合剂前施用底漆。例如，美国专利No.4,525,511公开了施用于涂漆表面、改进粘合剂与底物表面粘结性的组合物(在此通过引用并入本文)。另外，美国专利No.4,857,366(在此通过引用并入本文)先将溶液施用于涂漆表面，然后再对涂漆表面施用未固化粘合剂。

然而，上述工艺的问题在于底漆的使用需要更多的步骤和额外的材料。若能提供能与涂漆底物有效粘结的无底漆粘合剂，则将是粘合剂领域的进步。

一方面，本发明涉及包括含异氰酸酯端基预聚物和有机单磺酸的一元可湿分固化粘合剂。

第二方面，本发明涉及将玻璃表面与涂漆表面粘结的方法，其包括：将粘合剂与玻璃表面及涂漆表面接触，以使粘合剂分布在玻璃表面和涂漆表面之间，粘合剂含异氰酸酯端基预聚物和有机单磺酸；然后使粘合剂固化，以使玻璃与涂漆表面粘结。

第三方面，本发明涉及将玻璃粘结在汽车上的方法，其包括：将粘合剂与挡风玻璃及涂层汽车表面接触，以使粘合剂分布在挡风玻璃和涂漆表面之间，粘合剂包含异氰酸酯端基预聚物和有机单磺酸；然后使粘合剂固化，以使挡风玻璃与涂漆表面粘结。

本发明粘合剂组合物含直接引入其中的酸，这样的粘合剂可用于将玻璃与涂漆或未涂漆的塑料、金属、玻璃纤维和复合底物粘结。当无底漆组合物预先施用于底物时，本发明粘合剂组合物有极高的搭接抗剪强度。特别地，本发明的粘合剂使原来粘结特别困难的耐酸漆包括蜜胺氨基甲酸酯和丙烯酸蜜胺能够粘结。

本发明涉及包含异氰酸酯端基预聚物和酸的一元可湿分固化粘合剂组合物。适宜的异氰酸酯端基预聚物包括平均异氰酸酯官能度至少为2.0和分子量至少为2,000的任何化合物，平均异氰酸酯官能度优选为至少2.2，更优选为至少2.4。异氰酸酯官能度优选为不大于4.0，更优选为不大于3.5，最优选为不大于3.0。预聚物的重均分子量优选为至少2,500，更优选为至少3,000；优选为不大于40,000，甚至更优选为不大于20,000，更优选为不大于15,000，最优选为不大于10,000。

可通过任何合适的方法如通过含至少两个可与异氰酸酯反应基团的可与异氰酸酯反应化合物与超过化学计量的多异氰酸酯在足以形成相应预聚物的反应条件下反应制备此预聚物。

用于制备预聚物的适宜多异氰酸酯包括任何脂肪族、环脂肪族、芳代脂肪族、杂环或芳香多异氰酸酯或其混合物。优选使用的多异氰酸酯的平均异氰酸酯官能度为至少2.0，当量重量为至少80。异氰酸酯官能度优选为至少2.0，更优选为至少2.2，最优选为至少2.4；优选为不大于4.0，更优选为不大于3.5，最优选为不大于3.0。也可使用更高的官能度，但是可能导致过量的交联和得到粘度太大而不能操作和难以施用的粘合剂，以及可导致固化的粘合剂脆性太大。多异氰酸酯的当量重量优选为至少100，更优选为至少110，最优选为至少120；优选为不大于300，更优选为不大于250，最优选为不大于200。

优选的多异氰酸酯包括芳香异氰酸酯，包括二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯及其聚合衍生物、异佛尔酮二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯及其聚合衍生物、双(4-异氰酸酯基环己基)甲烷和三甲基六亚甲基二异氰酸酯。更优选的异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

异氰酸酯与可与异氰酸酯反应的化合物反应生成预聚物。此处所用的术语“可与异氰酸酯反应的化合物”包括含有至少两个可与异氰酸酯反应物种的任何有机化合物如含有活性氢物种的化合物或含亚氨基官能团的化合物，活性氢物种的实例为-COOH、-OH、-NH₂、-NH-、-CONH₂、-SH和-CONH-。