[发明专利]高温环氧粘合剂配制品

说明书

本发明是可用作高温应用的粘合剂的环氧树脂体系。所述体系是30‑70重量％的量的二缩水甘油醚双酚环氧树脂、与1‑10重量％的环氧酚醛清漆树脂、10‑30重量％的聚氨酯增韧剂(其优选具有被封闭的末端异氰酸酯官能团)、1‑8重量％的硬化剂、0.1‑重量％的固化促进剂(优选潜伏的脲固化促进剂)的组合，提供了所希望的机械强度和弹性模量的平衡。所述环氧酚醛清漆树脂的特征在于以下特征中的至少一个：(i)具有根据ASTM D‑445在25℃下小于3000mPa·s的粘度，(ii)多于2但少于3.7的环氧基团平均数/分子，以及(iii)小于750g/mol的分子量。

技术领域

本发明总体上涉及可用于粘合预期经受热应力的各种表面，包括特别用于粘合运输车辆中的部件的环氧配制品。

背景技术

在运输车辆，尤其包括汽车和卡车的制造中，设计中使用了不同的材料以减轻车身重量。除钢之外，还使用了轻质材料，如铝或碳纤维增强复合材料。此外，更常用的是粘合剂，而不仅仅是焊接部件。由于车身在制造过程中被加热(例如，在温度可能在160至210C的范围内的用于腐蚀保护的电泳涂层(e-coat)烘箱中)，并且在使用中还可能经受大的温度范围变化，因此不同材料的不同热膨胀率可能在材料之间的连接处造成明显的机械应力。

现今的结构增韧的环氧基车身修理厂粘合剂不能完全胜任抵抗由不同材料制成的部件的不同线性热膨胀系数(CLTE)引起的热应力。它们在较高的温度下失去较高的强度值，并且在升高的温度下内聚失效模式。具有所希望的较低弹性模量的粘合剂在高温下不具有所需的高机械强度。试图增加在高温下的机械强度通常对弹性模量产生不希望的影响。因此，存在对于一种结构环氧粘合剂配制品的需要，所述配制品既实现相对较低的弹性模量(例如600-1200MPa)，同时保持在升高的温度下的机械强度。

发明内容

诸位发明人已经发现了一种配制品，其提供所希望的在高温下的机械强度和所希望的弹性模量的平衡。

具体地，诸位发明人已经发现了一种环氧树脂体系，其是30-70重量％的量的二缩水甘油醚双酚环氧树脂、与1-10重量％的环氧酚醛清漆树脂、10-30重量％的聚氨酯增韧剂(其优选具有被封闭的末端异氰酸酯官能团)、1-8重量％的硬化剂、0.1-重量％的固化促进剂(优选潜伏的脲固化促进剂)的组合，提供了所希望的机械强度和弹性模量的平衡。所述环氧酚醛清漆树脂的特征在于以下特征中的至少一个：(i)根据ASTM D-445在25℃下小于3000mPa·s的粘度，(ii)多于2但少于3.7的环氧基团平均数/分子，以及(iii)小于750g/mol的分子量。

因此，本发明是上述环氧树脂体系和上述成分的固化反应产物。根据一个优选的实施例，所述体系包含上述成分的单一组分，其中所述聚氨酯增韧剂是封闭的使得其对环氧是稳定的，并且其中所述固化促进剂是潜伏的并且固化通过加热开始，优选地加热至高于150℃并且优选160℃至210℃的温度。根据第二实施例，本发明还是一种体系，其包含第一反应组分和第二反应组分，所述第一反应组分是包括双酚A的二缩水甘油醚和环氧酚醛清漆树脂的环氧树脂组分，所述第二反应组分包含硬化剂和固化促进剂。

具体实施方式

可用于本发明的二缩水甘油醚双酚环氧树脂可以是呈液体或固体形式。可以使用此类树脂的共混物。优选地，此组分是双酚A、双酚F、双酚K、或双酚M的二缩水甘油醚。最优选地，它是双酚A的二缩水甘油醚。

如果使用共混物，则其可以是以下项的混合物：至少一种多元酚(优选双酚-A或双酚-F)的二缩水甘油醚，其具有170至299、尤其170至225的环氧当量重量；和至少一种第二多元酚(再次优选双酚-A或双酚-F)的二缩水甘油醚，这一种二缩水甘油醚具有至少300、优选310至600的环氧当量重量。两种类型的树脂的比例优选地使得两种树脂的混合物具有225至400的平均环氧当量重量。混合物可任选地还含有最高达20％、优选最高达10％的一种或多种其他环氧树脂。