[发明专利]硅烷交联的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及单组份硅烷交联的组合物，其用作具有高抗拉剪强度和高硬化速度的粘合剂。

背景技术

为了进行木材粘合，特别是已知通常基于聚乙酸乙烯酯分散体配制的木材胶。其虽然显示出对木材的良好的粘着性，但是其硬化速度，即直至形成可承载的粘合体所消耗的时间非常长，因而持续地对待粘合的工件进行机械固定通常是不可避免的。此外，若粘合体暴露在湿气中，则使用此类粘合剂也是成问题的，因为木材胶对于水通常仅具有受限的耐受性。

在严重承载的木材结构的情况下，其中对部件的机械强度提出的要求是苛刻的，并且即使在天候影响下许多年后结合强度应当仍然足够高，此类木材胶通常是不合适的。

在此，通常使用异氰酸酯交联的PU粘合剂。该粘合剂通常包含芳族聚异氰酸酯。此类系统是通过异氰酸酯基与（空气）湿气的反应硬化的。

因为PU粘合剂是通过化学交联反应硬化的，而且还可以化学方式粘合在作为基材的木材上，所以显示出明显更优的机械性能，并且对于外部（天候）影响例如湿气或直接接触水具有明显更强的耐受性。

粘合剂的一般功效是通过满足标准，例如DIN EN 204耐久性等级D1至D4加以确定的。通过异氰酸酯交联的粘合剂通常可以满足这些标准。

然而，即使是某些异氰酸酯交联的粘合剂也具有许多系统固有的缺陷。例如单组份PU粘合剂系统通常具有仅为中等的硬化速度。虽然异氰酸酯交联原则上可以通过侵蚀性催化剂大幅促进。但是，因为此类催化剂原则上还对异氰酸酯基的非期望的副反应进行催化（例如形成脲基甲酸酯、脲二酮、异氰脲酸酯等），所以相应的系统不再具有足够的存储稳定性。

异氰酸酯交联的粘合剂的另一个缺点是，所有含有异氰酸酯的化合物所具有的敏化作用。此外，许多单体异氰酸酯是有毒的，或者甚至毒性非常大，和/或被怀疑是致癌的。在这一点上是成问题的，因为在此，最终使用者，即手工操作者或者DIY使用者，不仅要与已硬化因此不含异氰酸酯并且完全无害的产品接触，而且要与含有异氰酸酯的粘合剂接触。在此，对于未经训练的DIY者而言，存在该产品在某些情况下以非专业和/或非适当的方式加以使用的特别的风险。在此，额外的风险还起因于不适当储存，例如在儿童所能触及的范围内。与此不同，对于专业的手工操作者而言，虽然可以认为是适当的使用和储存。但是在此在某些情况下仍然存在以下问题，专业的使用者必须规律性地，在某些情况下甚至每天多次与含有异氰酸酯的材料打交道，这尤其是由于异氰酸酯的上述敏化作用而潜在地是关键性的。

在此，稍微有利的是，异氰酸酯交联的粘合剂仅具有含量非常低的挥发性异氰酸酯，因此至少不必进行标记。但是，该粘合剂通常是基于脂族异氰酸酯，其反应性又比较低。因此，对于认为粘合剂迅速硬化很重要的应用而言，该粘合剂与传统的PU粘合剂相比又是不利的。

此外，基于异氰酸酯的粘合剂的其他缺点在于，尤其是在潮湿环境（在高的空气湿度下和/或潮湿工件的粘合）中出现的由于形成CO₂而产生气泡的倾向，以及无法无残留地去除非期望的粘合剂污染物。后一情况对于已硬化的以及新鲜的PU粘合剂残余物而言均会发生。

越来越多地应用于粘合剂领域的替代性硬化技术是硅烷交联，其中烷氧基硅烷官能的预聚物在与空气湿气接触时首先发生水解，随后通过缩合反应进行硬化。相应的硅烷官能的、通常是硅烷封端的预聚物在毒物学的观点上是完全无害的。

虽然传统的硅烷交联系统长期具有硬化速度比较低的缺点，但是在较早时候例如EP 1 414 909或EP 1 421 129还描述了高反应性系统。

典型的硅烷交联的粘合剂在其骨架中由长链聚醚组成，其分子量通常在10,000道尔顿或更高的数量级。偶尔地还使用链略短的聚醚，其分子量通常为4000至8000道尔顿，于是其与二异氰酸酯结合成为更长的单元。因此，在此总共还获得非常高分子量的预聚物，其骨架始终基本上由长链聚醚单元组成，其中聚醚链被一些少量的氨基甲酸酯单元间隔。例如WO 05/000931描述了此类系统。

但是，所有这些已有的硅烷交联的系统的缺点是抗拉剪强度比较低。因此，该新型粘合剂的典型应用通常被限制在更需要弹性的粘合剂而不是高抗撕裂强度的粘合剂的领域。目前利用硅烷交联的粘合剂无法实现符合欧洲标准DIN EN 204耐久性等级D4的粘合剂。

发明内容

本发明涉及组合物（K），其包含