[发明专利]双组分聚氨酯胶粘剂

说明书

本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂，其在23℃的温度和50％的相对湿度下显示出≥70℃的玻璃化转变温度(Tg)和在≥45至≤90分钟的开放时间。本发明还涉及一种制备具有长的开放时间与良好的耐湿性的双组分聚氨酯胶粘剂的方法，所述双组分聚氨酯胶粘剂适于粘结大且笨重的组件或表面，包括但不限于风力涡轮机的转子叶片。

技术领域

本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂，其在23℃的温度和50％的相对湿度下显示出≥70℃的玻璃化转变温度(Tg)和在≥45至≤90分钟的开放时间。本发明还涉及一种制备具有长的开放时间与良好的耐湿性的双组分聚氨酯胶粘剂的方法，所述双组分聚氨酯胶粘剂适于粘结大且笨重的基材或表面，包括但不限于风力涡轮机的转子叶片。

背景技术

巨大的物品通过组装大型预制复合基材而制成，包括例如，但不限于，风力涡轮机的转子叶片；船只的构造；冷藏车、集装箱和上部结构(大篷车、卡车)的夹心板或铺设大面积的地板。在过去的几十年中，对于用于连接这类复合基材的具有高弹性模量的胶粘剂的需求不断增长。最初的技术方案基于环氧树脂体系，但是在最近几年，使用基于聚氨酯的胶粘剂来满足所需性能的情况激增，这是因为与基于环氧树脂的胶粘剂相比，其显示出更好的机械性能。此外，基于聚氨酯的胶粘剂在环境条件下显示出改善的固化性能。因此，聚氨酯反应性胶粘剂，特别是双组分聚氨酯胶粘剂，始终是粘结复合基材的一种优选选择。

对于用作当前需求很高的结构胶粘剂的双组分聚氨酯胶粘剂而言，接合强度和动态载荷下的性能是重要的参数。这些特性取决于原材料。高强度通常与交联度成正比。机械性能取决于：

1.所用多元醇的类型、它们的分子量和官能度；

2.所用多异氰酸酯的类型、它们的官能度和NCO含量；

3.氨基甲酸酯基和/或脲基的浓度；以及

4.所有组分的分子量和官能度相互作用产生的交联密度。

WO 2009/080740 A1公开了一种双组分聚氨酯胶粘剂，其具有高分子聚酯二醇、高官能(即至少3至14官能)多元醇、疏水性多元醇和其他辅助物质作为多元醇组分与多异氰酸酯的特征组合。特别地，其用于连接具有桥接裂缝或空隙的不平表面的基材，它们具有强的粘结。所述胶粘剂的开放时间大于30分钟，玻璃化转变温度(Tg)≥50℃至≤130℃。实施例1和2的玻璃化转变温度分别为55℃和60℃。然而，该胶粘剂具有高的刚性，其中弹性模量值大于2000MPa。由于选择多官能多元醇和产生疏水网络的疏水性多元醇，因此获得了上述Tg和高机械性能。

EP 2655466 B1记载了具有多异氰酸酯组分和多元醇组分的双组分聚氨酯组合物，其中多元醇组分为蓖麻油、烷氧基化芳族二醇和具有5至8个羟基的多元醇的共混物。实施例1和2的开放时间分别为63和57分钟，玻璃化转变温度分别为57℃和55℃。该粘合剂具有高的刚性，其中实施例1和2的弹性模量值分别为1700MPa和1750MPa。

US 2015/0247045 A1记载了一种具有多元醇组分和异氰酸酯组分的双组分聚氨酯胶粘剂，其中多元醇组分为分子量大于500g/mol的油脂化学多元醇、3至14官能多元醇、乙氧基化或丙氧基化的多酚和另一种多元醇的共混物。异氰酸酯组分以NCO/OH之比为0.9:1至1.5:1的方式包含芳族以及脂族多异氰酸酯，其中胶粘剂的Tg为65℃或更高。

WO 2014/089210 A1记载了一种用于聚氨酯粘结剂的可固化前体组合物，其包含多异氰酸酯与多元醇，所述多元醇为三醇和四醇、任选地五醇或具有5至12个羟基的多元醇的共混物。该组合物还包含固化催化剂，其为铋盐、锌盐和锆盐的组合。在环境条件下，即在23℃±3℃的温度和50％的相对湿度下，开放时间至少为30分钟。弹性模量为1000MPa。然而，金属盐，特别是即使少量的金属盐，有时也会显著降低开放时间，即适用期。