[发明专利]结构胶粘剂，其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料粘接领域，以形成相同或不同物质的组件。更具体地，本发明涉及在其使用时能够发生膨胀的物质的粘接，其中包括船只的甲板和/或船体(hull)的粘接和/或嵌缝。

技术背景

已知被称为结构胶粘剂的胶粘剂用于这样的用途，其由两组份组成，分开存放，其中之一是一种催化剂，用于进行另一个含有单体的组份的聚合反应。

结构胶水和胶粘剂包括三个大类的聚合物，该聚合物赋予粘接的结合处以结构。这些三个大类的聚合物以不同的方式交联，并且彼此不相容。它们可以根据其模量（modulus）划分，所述模量的特征在于它们的拉伸剪切强度（TS）以及它们的弹性。它们是环氧化物基质，聚氨酯基质和甲基丙烯酸酯基质的胶粘剂。

环氧化物胶水（环氧/胺加聚）模量高，TS高达40MPa，但是伸长率低，为3-5%。

聚氨酯基的胶水（多元醇/多异氰酸酯加聚）模量低，TA为大约5-10MPa，同时具有能够达到100%的伸长率。

甲基丙烯酸酯基质的胶水（自由基加聚）模量高（TS为20至30Mpa），但平均伸长率低，不超过40%。

甲基丙烯酸酯基的胶水具有高模量和良好的抗疲劳性之间的最佳折衷，所述模量在基底的拉伸应力方面给予组件显著的强度，而所述抗疲劳性有助于粘接结合处的柔韧性。

其耐老化性和耐化学品性是优秀的。

此外，相对于其他结构胶粘剂产品，甲基丙烯酸酯基的胶水的应用要求不高。

文献WO98/23658描述了可用于涂料或用作胶粘剂的可固化组合物，该组合物包括（a）可聚合单体，（b）核/壳聚合物，以及（c）在聚合时赋予强度的液体可聚合组份，同时可聚合的单体（a）和（c）必须是不同的。

文献FR0702485描述了结构胶粘剂组合物，其包括（a）至少一种甲基丙烯酸酯单体，（b）至少一种弹性体嵌段共聚物，（c）选择的弹性体，以及（d）由热塑性外壳和弹性体内核形成的粒子，而组分（b）必须包含至少一种含有苯乙烯的弹性体嵌段共聚物和至少一种第二单体。

文献FR0611442描述了胶粘剂组合物，其必须包括至少一种甲基丙烯酸酯单体；至少一种选自聚丁二烯，聚异戊二烯和聚氯丁二烯中的至少一种弹性体；以及至少两个在其单体单元之间都含有苯乙烯的弹性体嵌段共聚物。

文献EP0357304描述了丙烯酸类结构胶粘剂组合物，其含有50-75%的甲基丙烯酸酯单体；0-15%的具有不饱和烯键的可聚合单羧酸或二羧酸；10%至30%的核/壳聚合物；以及5-20%的弹性聚合物。然而在实践中，这样的组合物在配方上和组合物在表面上的应用方面都产生问题。

此外，存在具有高断裂伸长率（范围最高达约200-250%）的胶粘剂，但是这样的胶粘剂具有低的拉伸/剪切强度，这妨碍了其作为结构胶粘剂的应用。

更广泛地，所描述或提出的多种常规的结构胶粘剂具有：

·过低的断裂伸长率从而不能实现可能经历高膨胀的材料的组装；

·低的弹性，其必然结果是聚合物的蠕变，这是不可逆转的现象，该现象削弱了所述粘接结合并降低了其对振动或反复应力的耐性；

·在工业安装中难以接受的交联时间，因为它不能根据应用进行调整，和

·在实践中为250至300微米的有限的结合处的厚度。

因此，仍需要在成本效益的条件下进行多种材料的粘接，其不需要底漆层或初始胶粘剂层，具有快速固化以及尤其是耐久性和对于机械和/或热应力的抗性，以确保保持所述粘接和所述粘接部件的完整性。这一要求对于船只的甲板和/或船体来说是更重要的，因为其中的粘接和/或嵌缝涉及木材，特别是柚木与金属基底，聚合物基底和/或由木材本身制成的基底的组装。

发明内容

现已发现，本发明的胶粘剂组合物可以显著提高这些性质，并避免上述缺点，所述胶粘剂组合物包括在甲基丙烯酸酯基质上实现的聚合物体系，

所述聚合物体系基于无苯乙烯的顺序共聚物（也称为嵌段共聚物），该嵌段共聚物由至少两个嵌段并且有利地至少三个嵌段形成，并且

所述聚合物体系溶解于直链或支链的丙烯酸和/或甲基丙烯酸单体，和/或环状的甲基丙烯酸酯和/或芳族甲基丙烯酸酯的基质中，

所述基质被包括于或用于被包括在常规的甲基丙烯酸酯型的胶粘剂制剂中。

所得的制剂可以通过标准的氧化还原体系，例如通常用于任意的甲基丙烯酸酯制剂的氧化还原体系有利地聚合。

因此，本发明的第一个主题是能够被掺入结构胶粘剂的组合物，该组合物主要包括能在甲基丙烯酸酯基质上实现的聚合物体系，