[发明专利]抗洗脱的环氧粘合剂组合物及预胶凝粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及环氧粘合剂体系，包括例如当部分固化时具有良好的抗洗脱性的环氧粘合剂。本发明还涉及工业装配系统和利用这种环氧粘合剂体系的装配方法。

背景技术

一些制造商，例如汽车制造商，在部分装配的零部件、例如车身零部件经历后续加工例如洗涤、磷酸盐和电子涂装(e-coat)浴之前，利用预胶凝烘箱来预胶凝所述部分装配的产品施加的环氧粘合剂。这种预胶凝烘箱通常在约120℃的温度下运行。部分装配的部件，例如车身，通常在约5至15分钟内通过所述预胶凝烘箱。在这个时间内和这个温度下，耐冲撞粘合剂(CDA)必须预胶凝或预固化至这样的程度，即粘度和粘性屈服应力将增加到防止所述粘合剂在后续加工例如后续浸浴中被洗脱的水平。这种后续加工通常发生在升高的温度下，例如超过60℃的温度。因此，希望预胶凝的环氧粘合剂被充分凝固，使得它在典型的工艺条件下在这些温度下不被洗脱。

用于得到这些特性的添加剂通常包含热塑性化合物，例如聚酯-二醇、聚酰胺或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。WO 2005/118734和US7615595B2描述了聚酯-二醇在抗洗脱制剂中的应用，但不是为了胶凝。

美国专利公布2010/0310878涉及具有改进的抗洗脱性的热固化环氧树脂。所公开的组合物包含环氧树脂、通过升高的温度活化的热固化剂、和熔点在100和145℃之间的脂肪酸酰胺或聚酰胺。

在除了掺入到聚(对乙烯基苯酚)基质中的固化剂DICY和通用促进剂如取代脲或2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚以外，在不存在共作用剂的情况下，这些化合物都没有在超过60℃的温度下提供可接受的抗洗脱性。然而，即使具有这些胶凝剂，也会有不充分的预胶凝或预固化。

发明内容

已经意外发现，在包含热塑性胶凝剂的环氧粘合剂组合物中包含酚类化合物改善了所述组合物的固化性质，例如，提供抗洗脱性改善的预胶凝环氧粘合剂。不限于任何特定的理论，认为所述酚试剂在预胶凝温度、例如在大约120℃下促进所述环氧树脂与所述胶凝剂的官能团之间的化学反应。

本发明提供了包含环氧树脂、酚试剂、胶凝剂和硬化剂的环氧粘合剂组合物，所述酚试剂的存在量为所述组合物的0.5-8wt％。

本发明还提供了方法，所述方法包括向表面(例如，金属表面)施加包含环氧树脂、酚试剂、胶凝剂和硬化剂的未固化环氧粘合剂组合物，所述酚试剂的存在量为所述组合物的0.5-8wt％；和在80至150℃的温度下加热所施加的环氧粘合剂3至20分钟的时间段以得到预胶凝的环氧粘合剂。

在本发明的组合物和方法的某些优选实施方式中，所述预胶凝的环氧粘合剂(施加到例如金属表面)当用压力为2巴、水温60℃的喷水进行喷射时，洗脱小于20％，所述喷水从所述表面30cm的距离以60°的角度施加40秒。

在本发明的组合物和方法的某些优选实施方式中，当在45℃以1s^-1和/或10s^-1的剪切速率测量粘度时，所述预胶凝的环氧粘合剂具有的粘度在所述未固化的环氧粘合剂粘度的2和20倍之间。

具体实施方式

我们已经发现，在环氧粘合剂组合物中包含酚试剂和胶凝剂改善了胶凝行为并提供了改善的抗洗脱性。所述酚试剂可以包括任何多酚或酚类化合物。所述酚试剂在室温下可以是固体或液体，并且为了更容易测量优选是液体。一些合适的多酚化合物包括三酚、双酚和它们的衍生物，及其一种或多种的组合。

酚试剂的“衍生物”是指任选取代所述酚试剂的氢原子。所述取代可以在所述酚试剂的任何部分上，包括，例如在酚或非酚芳环上、或在所述化合物的非芳族部分上。所述取代基可以是烃基(例如，烷基、烯基或炔基)、羟基或卤素。烃基取代基优选具有1-6个碳，更优选2-5个碳，最优选3个碳，并且可以是直链、分支或环状的。所述取代基可以任选包含一个或多个杂原子，例如，可以包含羟基、酯、醛、羧酸、羰基、醚、巯基、酰胺、或卤素基团。优选的衍生物包含烯基，例如烯丙基和乙烯基。优选的取代部位在酚环上，并且可以在任何可用的位置，邻位、间位和/或对位，优选邻位。