[发明专利]具有高初始和最终强度的双组分聚氨酯热熔粘合剂

说明书

本发明涉及用于半结构和结构粘合剂粘结体的双组分聚氨酯粘合剂，其作为熔体形式施加并具有高的操作强度。

技术领域

本发明涉及用于半结构和结构粘合剂粘结体的双组分聚氨酯粘合剂，其作为熔体形式施加并具有高的操作强度。

背景技术

由多羟基化合物和多异氰酸酯形成的双组分聚氨酯结构粘合剂长时间以来就已经是现有技术。它们在混合后快速固化并因此在短时间后就已经可吸收和传递力。结构粘合剂，也被称为结构性粘合剂或装配粘合剂，在制造业中用于将组件以如下方式彼此粘结，所述方式为所述粘合剂粘结体是具有持久负荷能力的构造的一部分。这种类型的粘合剂通常是粘弹性的，并且必须符合在加工性、强度和粘合力方面的高要求。

现有技术公开了由多羟基化合物和多异氰酸酯形成的聚氨酯粘合剂，在该聚氨酯粘合剂中，所述多羟基化合物组分和所述多异氰酸酯组分二者在室温下都是液体，这意味着玻璃化转变温度和可能地熔点低于23℃。例如，申请DE 102007062529和EP 2655466描述了由至少一种较高官能度多羟基化合物组分组成的液体聚氨酯粘合剂。以此方式，据说可在高伸长率的同时获得高的最终强度。这些性能例如对于风力叶轮半壳的粘结而言是必要的。

申请WO2009/015149、EP 2706075和EP 2700666同样描述了液体双组分聚氨酯粘合剂。除了良好的金属和塑料粘合外，这些结构粘合剂据说在宽的温度范围内具有均一的弹性模量并且适合用于机动车领域中的粘结体。

上述体系的缺点是在所述基底被连接后即刻相对低的操作强度。然而，高的初始或操作强度对于在生产中可以实现高的周期时间是必要的。对于足够的操作强度，在可以将固定组件分开之前，需要至少0.3MPa的拉伸剪切强度(A.Lutz,S.Schmatloch,“在机动车构造中纤维复合材料的结构粘结”(Strukturelles Verkleben vonFaserverbundwerkstoffen im Fahrzeugbau)，lightweight design(轻量化设计)，2014年3月)。

在现有技术的液体双组分聚氨酯体系的情况下，所述粘合剂粘结体的内聚力仅通过多羟基化合物组分与多异氰酸酯组分的化学交联产生，并且因此与反应的进程相关联。因此，所述粘合剂粘结体在施加之后即刻仍不能经受机械应力，并且基底可能相对于彼此移动。在达到操作强度之前的典型固化时间为40分钟至6小时(参见A.Lutz,S.Schmatloch,在机动车构造中纤维复合材料的结构粘结,lightweight design，2014年3月)。

添加催化剂可加速所述固化，除了已知的含锡体系外，例如EP2706075描述了一种金属螯合复合物，其使得可实现快速和无起泡的固化。然而，所述交联和因此所述操作强度高度依赖于催化剂的选择和正确的剂量。

为了使得可以实现快速的进一步加工，采用室温下为液体的双组分粘合剂的粘结体另外借助于热法，例如通过红外加热或感应，在约60至120℃的温度下经历全面积或点式预固化。这种方法的缺点在于额外的加工步骤。

发明内容

本发明要解决的问题因此是提供一种改进的双组分(半)结构粘合剂。

令人惊奇地，在本发明的范围内可以表明，根据本发明的配制剂解决了这个复杂的问题。与现有技术相反，本发明的配制剂在一个或两个组分中含有不完全是液体，而且在室温下是固体的成分。这意味着至少一种成分具有超过23℃的熔点和/或玻璃化转变点。

本发明的粘合剂，除了高的最终强度和伸长率以外，还具有在连接之后的良好的操作强度。在本发明的范围内，“操作强度”是指能够将粘结的基底送到进一步的加工操作而不用另外的机械固定的必要的粘合强度。另外，在施加后，可能省掉使用催化剂或热初步反应。以此方式，可能在连接操作过程中实现短的周期时间以及可保持低的在计量操作中出错的可能性。