[发明专利]粘合剂

说明书

本发明提供了粘合剂，其包含硅烷化的、结构改性的、热解制得的二 氧化硅。本发明还提供了结构改性的、热解制得的二氧化硅在粘合剂中的 用途。

粘合剂定义为可以通过表面粘合及内部强度结合粘附体(adherends)的 非金属材料。在现有技术中已知多种不同的粘合剂，所用的绝大部分粘合 剂的组成基于有机化合物。物理固化粘合剂与化学固化粘合剂本质不同。 物理固化粘合剂是这样的粘合剂，其中最终粘合物质(通常是聚合物)以原状 态使用，再经物理过程使粘合剂固化。

因此已知的有例如热熔粘合剂、基于分散体的粘合剂(dispersion-based adhesive)、含有机溶剂的湿粘合剂、及接触粘合剂。这些类型的粘合剂的共 同特征是先以可加工状态施用粘合剂，再经由例如溶剂的挥发或冷却来进 行固化。

对于化学固化粘合剂，先施用个别结构单元(building blocks)，再通过个 别结构单元的化学反应，形成新产物并进行固化。在反应性粘合剂中，可 以分为2-组分体系和1-组分体系。对于2-组分体系，粘合剂由分别的组分 施用并通过化学反应固化。对于1-组分粘合剂，粘合剂在化学反应中固化， 所述化学反应是因为周围条件的变化(例如温度升高、空气的进入、蒸发、 水分或大气氧气)。

化学固化粘合剂包括例如氰基丙烯酸酯粘合剂、甲基丙烯酸甲酯粘合 剂、厌氧固化粘合剂、辐射固化粘合剂、酚醛树脂粘合剂、聚硅氧烷、硅 烷交联的聚合物粘合剂、聚酰亚胺粘合剂、环氧树脂粘合剂及聚氨酯粘合 剂。对各种粘合剂的概述可在Ullmann’sder Chemie，4th edition，volume 14，page 227 ff.(1997)中找到。

还已知不同的添加剂在粘合剂中的用途；其中，例如热解(气相法)二氧 化硅(其为有效的触变剂)用于基于环氧树脂的粘合剂中(Degussa Pigments brochure series(2001)Nos.27and 54)。

由现有技术已知热解制得的二氧化硅具有硅烷化的表面。EP 0 672 731 A1描述了硅烷化的二氧化硅。其中述及的二氧化硅也未经结构改性。

使用这些二氧化硅相关的缺点是其仅能以低浓度使用，不然粘合剂会 增稠至无法再确保可加工性的程度。这意味着在粘合剂中仅能使用少量的 热解二氧化硅，因此无法适当地确保所需的触变效果。

当目的是在粘合剂中实现高填充度，以改善粘合剂在诸如断裂韧性、 冲击强度、抗刮磨性、收缩特性、热膨胀性及热稳定性等方面的性质时， 该缺点尤其突出。在这种情况中，仅能加入不足量的热解二氧化硅，因为 粘合剂会变得太稠，因而无法再加工。

因此，本发明解决的技术问题是提供可掺入相当大量的热解二氧化硅 的粘合剂，以在不增稠粘合剂并保持粘合剂可加工性的条件下改善流变性 质。

根据本发明借助一种粘合剂来解决该技术问题，所述粘合剂包含硅烷 化的、结构改性的、热解制得的二氧化硅，所述二氧化硅在其表面上含有 固定的乙烯基或乙烯基甲硅烷基，并且在所述表面上还固定有疏水基(如， 三甲基甲硅烷基和/或二甲基甲硅烷基和/或单甲基甲硅烷基)。它们可具有以 下的物理化学性质：

BET表面积        m²/g：25-400

平均初级颗粒尺寸 nm：  5-50

pH：                   3-10

碳含量           ％：  0.1-10

DBP数            ％：  ＜200或无法测得

由现有技术DE 102 39 424 A1已知硅烷化的二氧化硅，在所述文献中 它们用于涂层材料中，以改善涂层表面的抗划伤性。EP 0 672 731 A1同样 公开了硅烷化的热解二氧化硅，但是这些二氧化硅未经结构改性，并且用 作涂层材料和树脂的增稠剂。

出人意料地发现，与EP 0 672 731 A1中所述的现有技术相反，依据本 发明的结构改性的、热解制得的二氧化硅完全不会使粘合剂增稠，而可以 以相当大的量引入粘合剂中，不会发生强烈的增稠效应。已发现，更特别 的是，所述结构改性与特定的硅烷化基团一起实现此效应。