[发明专利]用于结构粘合剂的组合物

说明书

本发明涉及丙烯酸结构粘合剂(基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯) 及其用途的领域。

结构粘合剂是其他将如金属或塑料的两个材料结合到一块的机械 技术的良好替代物。这是因为，与当使用如铆接或焊接的其他技术时 相比，粘合(bonding)可以产生更好的力分布。此外，使用粘合经常 允许更快速的工作，也具有提供与机械技术相比更好的与外部因素 (external elements)(灰尘、湿气)隔离的优点。

因此，结构粘合剂被应用于许多工业领域中，尽管它们确实具有 某些缺点。实际上，当必需良好的机械强度时，在粘合剂的固化(定 型)过程中产生的粘合经常是刚性的。因此，如果粘合剂的弹性不足， 则当将结合在一块的两个部分经受使它们分开的力时，可能观察到裂 痕(fracture)。确实存在具有良好弹性的粘合剂，但它们经常具有低的 机械强度。

因此，需要找到既具有良好机械强度(特别是剪切强度)又具有 令人满意的弹性的结构粘合剂。而且，在不同类型的材料，特别是在 金属和复合材料上观察到这些性质是重要的。最后，重要的是，这些 粘合剂具有高粘度从而能够在垂直或悬垂表面上应用较大长度(great lengths)而不会在应用到要粘着的第二表面之前滑动或流动(flowing off)。该现象在必需长工作时间时特别令人讨厌。

该滑动现象降低了例如丙烯酸基粘合剂在需要将长物品粘着到板 材(panels)的应用中的用途。试图使用这些粘合剂的事实能够增加建 造时间或使制造过程复杂化。

开发用于这样的用途的粘合剂将使简化需要粘着两个大面积的方 法、改变构造材料并加速这些方法成为可能。

本发明的目的是通过提供能用在结构粘合剂中的粘合剂组合物解 决上述问题，所述结构粘合剂具有等于或大于80％的断裂伸长、在铝 上具有大于10兆帕的拉伸剪切强度。此外，根据本发明的粘合剂具有 流变性，使得有可能将厚度为至少3-5毫米，优选至少6-8毫米的根据 本发明的粘合剂应用到光滑的垂直金属表面，且在聚合或固化结束前 不会发生在重力影响下的所述粘合剂流动。

根据本发明的粘合剂由根据本发明的组合物和含有聚合引发剂 (催化剂)的第二组分组成。根据本发明的组合物在垂直表面上与第 二组分混合，观察到了在固化前重力没有使得粘合剂崩溃(collapse) 的最大厚度。

一般而言，本发明能够使得结构粘合剂的流变性被调节而同时保 持80％的最小伸长。

结构粘合剂由两种组分组成，即用于聚合或固化含有单体的另一 种组分的催化剂。

因此，本发明涉及能用于结构粘合剂的组合物，其包括：

(a)至少一种甲基丙烯酸酯单体；

(b)至少一种包含苯乙烯和至少一种第二单体的弹性嵌段共聚 物；

(c)至少一种弹性体，所述弹性体以其希耳德布兰德 (Hildebrand)溶解度参数与使用的嵌段共聚物的希耳德布兰德溶解度 参数相容的方式加以选择；以及

(d)由热塑性壳和弹性核形成的粒子。

因此，根据本发明的组合物将与固化催化剂一起使用。

优选地，嵌段共聚物(b)选自包括苯乙烯和异戊二烯的嵌段共聚 物、包括苯乙烯和丁二烯或乙烯的弹性嵌段共聚物或其混合物。

在优选的具体实施方案中，酯单体(a)是甲基丙烯酸酯单体。优 选的是选择醇部分具有短直链(即具有一个或两个碳原子)的甲基丙 烯酸酯单体。因此，根据本发明的优选单体是甲基丙烯酸甲酯和甲基 丙烯酸乙酯。

在另一个具体实施方案中，醇部分具有至少一个环，其可以被取 代或不被取代。因此，在该具体实施方案中，单体可特别选自：甲基 丙烯酸四氢化糠酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、 甲基丙烯酸缩水甘油基醚酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸环己酯或 甲基丙烯酸三甲基环己酯。

也可使用这些酯的混合物。组合物中甲基丙烯酸酯的重量百分比 优选为20-80％，更优选为30-65％，甚至更优选为42-58％，即大约50％。