[发明专利]含有异氰酸酯官能预聚物和季铵改性的纳米粘土的组合物

说明书

公开了含有异氰酸酯官能预聚物、季铵改性的纳米粘土和触变性填充剂的组合物；基于这种组合物的粘合剂；以及利用所述组合物将衬底粘结在一起的方法。

技术领域

公开含有异氰酸酯官能预聚物、季铵改性的纳米粘土和任选的触变性填充剂的组合物；基于这种组合物的粘合剂；和用于利用所述组合物将衬底粘结在一起的方法。

背景技术

具有异氰酸酯官能组分的组合物用于各种有用产品，如可用于建筑、车辆制造、电子组件和器件组装以及玩具的粘合剂、密封器、模制产品和泡沫。粘合剂已被广泛使用，因为其提供合理的加工条件并且对许多衬底表现出良好的粘合性，如将窗户粘结到结构或结构部件中。在汽车组装厂中，用单部分含有异氰酸酯官能组分的粘合剂组合物和由于暴露于湿气而固化的固化催化剂将窗户粘结在一起。用于单部分粘合剂的分配设备比用于应用双部分粘合剂的设备要简单。所属领域已知的单部分湿固化粘合剂(one part moisturecuring adhesive)公开于US 4,374,237、US 4,687,533、US 4,780,520、US 5,063,269、US5,623,044、US 5,603,798、US 5,852,137、US 5,922,809、US 5,976,305、US 5,852,137和US 6,512,033中，出于所有目的相关部分以全文引用的方式并入本文中并且实例包括可获自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的BETASEAL^TM15630、15625、61355粘合剂、可获自Eftec的EFBOND^TM挡风玻璃粘合剂、可获自横滨橡胶公司(Yokohama Rubber Company)的WS 151^TM、WS212^TM粘合剂和可获自Sika的SIKAFLEX^TM粘合剂。

双部分聚异氰酸酯基粘合剂在一部分中包含聚异氰酸酯或异氰酸酯官能预聚物并且在第二部分中包含用于反应的固化剂和催化剂。使两个部分接触以开始固化并且比单部分粘合剂固化快得多。这种粘合剂系统的实例公开于US 7,892,395；US 6,965,008；EP1433802和EP 1578834中，出于所有目的所有案以全文引用的方式并入本文中。双部分粘合剂可用于将替换窗户粘结到车辆中，将部件粘结在一起或将部件粘结到结构上。

在汽车工厂中，使用机器人和促进使用各种高性能粘合剂(例如非导电粘合剂和高模量粘合剂)的计算机控制工艺来安装窗户。固化速度并不是一个重要的问题，因为新车在窗户安装后几天内没有驱动很长的距离。相反地，当车辆需要更换车窗时，这通常由从事车辆工作的安装人员远程进行。在这种环境下，由于车主希望在安装窗户后尽快地驾驶车辆，所以固化速度很重要。促进快速的驱动时间的可用于更换车辆窗户的粘合剂是已知的，参见Bhat的US 5,976,305和Zhou的美国专利6,709,539，出于所有目的所述案以全文引用的方式并入本文中。用于在汽车工厂中安装窗户的各种高性能粘合剂组合物的引入给替换窗户安装人员带来了问题。满足所有不同性能要求的粘合剂在市场上不可获得。配制许多高性能粘合剂组合物以允许快速的驱动时间而没有流挂或拉丝是很困难的。流挂是粘合剂珠粒的形状的损失，通常归因于重力。如果足够严重，这种变形会干扰窗户正确地安装和密封到车辆中。粘合剂的拉丝是在所分配的粘合剂珠粒的末端长串粘合剂的形成，这可能使粘合剂的应用复杂化并且导致安装的粘合剂珠粒的缺陷。替换窗户安装人员通常必须携带各种粘合剂以使替换粘合剂与原粘合剂的特性相匹配。

已经研发了提供允许粘合剂在没有夹具的情况下将玻璃固定就位的良好初始生胶强度(initial green strength)的粘合剂。这是通过在具有要求熔融粘合剂并施加热的热熔特性的粘合剂中加入结晶聚酯来实现的；Proebster的U.S.5,747,581，其以引用的方式并入本文中。这些粘合剂的问题在于其需要热量和复杂的设备以供其使用。初始生胶强度可能对于快速的驱动时间而言并不足够。由于热熔粘合剂在汽车窗户更换中的泛滥，许多安装人员坚持在将粘合剂施用到窗户或窗户凸缘之前加热粘合剂，这可能加剧流挂和/或拉丝。