雙重作用粘合劑組合物的制作方法
【專利說明】雙重作用粘合劑組合物
[0001] 本發(fā)明涉及單組分粘合劑組合物和雙組分粘合劑組合物，包含所述雙組分粘合劑 組合物的零件配套元件，制備所述粘合劑組合物的方法，和通過潮氣活化而有用的粘合劑 組合物，以及雙組分雙重作用粘合劑。
[0002] 背景 在工業(yè)中且也在家庭環(huán)境中，使用粘合劑或密封劑將類似或互相不同的材料（例如金 屬的和/或非金屬的基底）結(jié)合在一起。各種單組分和雙組分粘合劑是已知的。在室溫 下（23°C)固化的單組分（1K)和雙組分（2K)粘合劑都是已知的，所以其被稱為1K-RTV或 2K-RTV(室溫硫化）粘合劑。在更高的溫度或更低的溫度下固化的粘合劑也是已知的。雙 組分組合物包含至少兩種組分；每種組分含有與在另一種組分中的材料反應(yīng)以形成固化的 樹脂的材料。兩種組分通常都能夠流動(dòng)從而它們可容易地被混合。
[0003] 已知有幾種類型的雙組分粘合劑體系，例如基于聚氨酯或環(huán)氧樹脂的體系或基于 潮氣交聯(lián)的聚合物的體系。本發(fā)明涉及后者，即潮氣交聯(lián)的聚合物。
[0004] 雙組分潮氣交聯(lián)的粘合劑體系的組分之一含有大體上無水的聚合物或樹脂，其借 助于潮氣（即水）和任選地一種交聯(lián)催化劑固化。另一種組分包含潮氣（例如以水的形 式）。在潮氣交聯(lián)的聚合物和所述潮氣結(jié)合后，發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)以形成所述粘合劑。由于潮 氣（例如水）的存在會(huì)導(dǎo)致粘合劑的固化，包含潮氣交聯(lián)的粘合劑的單組分粘合劑不含有 效量的水（即通常少于〇. 5w/w% (wt. % ))。在施加所述1K粘合劑后與空氣中的潮氣接觸 后發(fā)生固化。
[0005] 單組分和雙組分粘合劑體系通常都包含流變控制劑，對(duì)于2K體系所述流變控制 劑在任一種組分或兩種組分中。粘合劑或密封劑一定要在不同的時(shí)間顯示出不同的流變特 征。在施加時(shí)，需要好的流動(dòng)特征而就在施加后需要高粘度行為以達(dá)到其高的粘著作用。由 此粘合劑組合物的流變特征需要以非常精確的方式被控制。
[0006] 這些流變控制劑增加粘合劑的粘度且因此提供所謂的早期強(qiáng)度，其指就在施加粘 合劑后和在粘合劑的交聯(lián)和/或固化之前的強(qiáng)度。因此流變控制劑被用于在緊接著施加粘 合劑之后直至交聯(lián)已充分進(jìn)行的期間內(nèi)提供粘合劑組合物的足夠的粘著性。若，例如，使用 粘合劑以固定板（plate)在垂直表面上，所述板應(yīng)在聚合物交聯(lián)所需的時(shí)間段內(nèi)保持其位 置，而不會(huì)掉落或滑落下。
[0007] 不足夠的早期強(qiáng)度的一個(gè)劣勢(shì)為待結(jié)合在一起的零件（parts)不得不被機(jī)械地 (或人為地）固定在位置上直至結(jié)合已形成足夠的強(qiáng)度，其是不期望的。
[0008] 已知的單組分和雙組分粘合劑的另一劣勢(shì)為流變控制劑增加粘度至這樣的程度 以致粘合劑的施加受損害。對(duì)于2K粘合劑，被加到任一種組分中或兩種組分中的流變控制 劑增加粘度至這樣的程度以致i)相對(duì)粘性組分與相對(duì)流動(dòng)的（liquid，更小的粘性）組分 或ii)兩種相對(duì)粘性組分的混合是困難的。在兩種組分之間的兼容性不足以通過簡(jiǎn)單的方 法獲得均質(zhì)的混合。需要徹底的混合以獲得潮氣交聯(lián)的聚合物的有效和快速的活化。為了 兩種組分的均勻混合，需要專門的設(shè)備，其不是有益的。
[0009] 因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供單組分和雙組分粘合劑組合物，其解決現(xiàn)有技術(shù)粘 合劑的一個(gè)或更多個(gè)上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明涉及粘合劑組合物，其通過潮氣活化而有用，所述粘合劑組合物包含潮氣交聯(lián) 的聚合物和非活化的基于有機(jī)粘土的流變控制劑，所述潮氣交聯(lián)的聚合物選自甲硅烷基改 性聚合物（SMP)，優(yōu)選地選自改性甲硅烷基（MS)聚合物或甲硅烷基封端的聚合物，所述流 變控制劑為烷基銨鹽改性的礦物粘土混合物并具有少于〇. 5w/w. %的水含量。
[0011] 在第一方面中，本發(fā)明涉及單化合物粘合劑組合物。
[0012] 在第二方面中，本發(fā)明涉及雙組分粘合劑組合物，其包含：組分A)，其基于潮氣交 聯(lián)的聚合物并包含基于有機(jī)粘土的流變控制劑，所述潮氣交聯(lián)的聚合物選自甲硅烷基改 性聚合物（SMP)，優(yōu)選地選自改性甲硅烷基（MS)聚合物或甲硅烷基封端的聚合物，所述基 于有機(jī)粘土的流變控制劑為烷基銨鹽改性礦物粘土混合物（其中控制劑優(yōu)選地是非活化 的）；和組分B)，其包含水。
[0013] 在以下段落中討論本發(fā)明的第一和/或第二方面的實(shí)施方案。
[0014] 在一個(gè)實(shí)施方案中，組分A)包含水，其量等于或小于0. 5w/w. %，優(yōu)選地0. 3w/ w. %或更小，更優(yōu)選地0.lw/w. %或更小，其基于組分A)的重量。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述流變控制劑包含水，其量等于或小于0. 5w/w. %，優(yōu)選 地0. 3w/w. %或更小，更優(yōu)選地0.lw/w. %或更小，其基于所述流變控制劑的重量。
[0016] 由此，所述流變控制劑為烷基銨鹽改性礦物粘土混合物（即，礦物粘土混合物或 共混物（blend)，已使用烷基銨鹽將其改性）。
[0017] 在又一實(shí)施方案中，所述流變控制劑以非活化的形式存在。在1K體系的情況中通 過來自周圍空氣中的潮氣（例如水）或在2K體系的情況中通過組分B)可再活化這種非活 化形式。在2K體系中，除了所述組分B)以外，可通過環(huán)境潮氣進(jìn)行附加的活化。
[0018] 在又一實(shí)施方案中，所述1K組合物或2K體系中的組分A)具有在20,000和 40,OOOPas之間（優(yōu)選地在22, 000和35, 000之間，最優(yōu)選地在22, 000和32, 000之間）的 動(dòng)態(tài)粘度，其在23°C、0.lsecT1的剪切速率下測(cè)得，和/或在3500和4500Pas之間（優(yōu)選地 在3750和4250之間）的動(dòng)態(tài)粘度，其在23°C、1.Osec-1的剪切速率下測(cè)得，和/或在800 和1200Pas之間（優(yōu)選地在900和1lOOPas之間，更優(yōu)選地在1000和1lOOPas之間）的動(dòng) 態(tài)粘度，其在23°C、5.OsecT1的剪切速率下測(cè)得。
[0019] 在又一實(shí)施方案中，2K體系中的組分B)具有在2000和3500Pas之間的動(dòng)態(tài)粘 度，其在23°C、0.lsecT1的剪切速率下測(cè)得，和/或在100和300Pas之間的動(dòng)態(tài)粘度，其在 23°C、5.OsecT1的剪切速率下測(cè)得。
[0020] 在又一實(shí)施方案中，2K體系中的組分A)與組分B)的比率在1:25和100:1之間， 優(yōu)選地在10:1和60:1之間，更優(yōu)選地在30:1和50:1之間。換句話說，對(duì)于每重量份的組 分B)，加入在1和100重量份之間的組分A)，優(yōu)選地在10和60重量份之間的組分A)，更加 優(yōu)選地在30和50重量份之間的1K組合物或2K組合物中的組分A)。
[0021] 借助按體積的份數(shù)計(jì)算組分A)與組分B)的比率也是可能的。由于組分的比重對(duì) 于在本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，上文提及的基于重量的比率的數(shù)值可被重新計(jì)算成基于 體積的比率。
[0022] 在另一方面，本發(fā)明涉及包含兩個(gè)容器，任選地壓縮工具和任選地靜態(tài)混合頭的 零件配套元件，其中所述兩個(gè)容器各自含有雙組分粘合劑組合物中的組分：第一容器包含 基于潮氣交聯(lián)的聚合物且包含基于有機(jī)粘土的流變控制劑的組分A);和第二容器包含組 分B)，其包含水。
[0023] 在另一方面，本發(fā)明涉及制備粘合劑組合物的方法，其通過將單組分組合物暴露 于空氣中或通過結(jié)合本發(fā)明雙組分粘合劑組合物中的兩種組分A)和B)，其中所述潮氣交 聯(lián)的聚合物是交聯(lián)的和/或通過將組分B)加到組分A)而被固化且其中存在于組分A)中 的所述流變控制劑被所述組分B)再活化。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施方案中，就在從1K粘合劑組合物的容器中釋放后的1K粘合劑組合物 的早期強(qiáng)度或就在待結(jié)合的基底已被裝配在一起之后混合組分A)和組分B)后的2K粘合 劑組合物的早期強(qiáng)度為至少80N/2000mm2,例如在80和120N/2000mm2之間，優(yōu)選地在90和 120N/2000mm2之間，如按照在下文測(cè)量早期強(qiáng)度的方法中公開的所測(cè)量的。
[0025] 在另一方面中，本發(fā)明涉及單組分雙重作用粘合劑組合物，其基于潮氣交聯(lián)的聚 合物并進(jìn)一步包含基于有機(jī)粘土的流變控制劑；所述組合物在與潮氣接觸后顯示出雙重作 用，其為借助所述流變控制劑的再活化的物理作用和通過所述潮氣交聯(lián)的聚合物的交聯(lián)和 /或固化的化學(xué)作用。環(huán)境潮氣的作用的發(fā)生起始于粘合劑組合物的外表，換句話說，在粘 合劑組合物和周圍空氣的邊界處。在粘合劑組合物的外表會(huì)形成彈性外皮，其不僅歸因于 由于所述基于有機(jī)粘土的流變控制劑的再活化而增加的粘度還歸因于所述潮氣交聯(lián)的聚 合物的固化。外皮的彈性最有可能是由交聯(lián)的結(jié)構(gòu)所引起的，雖然本申請(qǐng)發(fā)明人不希望受 制于特定理論；由于增加的粘性，更大的韌度或硬度似乎在所述表面出現(xiàn)，其與這種彈性的 出現(xiàn)同時(shí)地或甚至早于這種彈性的出現(xiàn)。本申請(qǐng)發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)減活化的基于有機(jī)粘土的流 變控制劑是非常容易受到水的影響的。它是吸濕的和會(huì)吸附（attract)水。這會(huì)增加吸附 水的速度和由此增加固化的速度。
[0026] 在另一方面，本發(fā)明涉及雙組分雙重作用粘合劑組合物，其基于兩種單獨(dú)的組分 A) 和B)，組分A)基于潮氣交聯(lián)的聚合物且進(jìn)一步包含基于有機(jī)粘土的流變控制劑；和組分 B) 包含水；所述第一組分A)在加入組分B)后顯示出雙重作用，其為借助所述流變控制劑 的再活化的物理作用和通過所述潮氣交聯(lián)的聚合物的交聯(lián)和/或固化的化學(xué)作用。
[0027] 針對(duì)本發(fā)明的第一和第二方面所述的優(yōu)選實(shí)施方案也適用于本發(fā)明的所有其他 方面并且反之亦然。當(dāng)針對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案提及組分A)時(shí)，這也應(yīng)用于在1K體系中的粘合 劑組合物本身。
[0028] 在本申請(qǐng)中，除非另外指出，所有術(shù)語具有在本領(lǐng)域通常已知的含義。
[0029] 在本申請(qǐng)中（除非另外指出），用"單組分粘合劑組合物"來指：與環(huán)境潮氣反應(yīng)以 提供粘合功能性的粘合劑組合物。當(dāng)粘合劑被使用在本發(fā)明中，這應(yīng)被解讀為粘合劑或密 封劑或涂層。
[0030] 在本申請(qǐng)中（除非另外指出），用"雙組分粘合劑組合物"或"雙組分體系"或"2K 體系"來指：需要至少兩種單獨(dú)的組分的粘合劑組合物（每一種任選地包含幾種化合物）， 其在混合后互相反應(yīng)以提供粘合功能性。當(dāng)粘合劑被使用在本發(fā)明中時(shí)，這應(yīng)被解讀為粘 合劑或密封劑或涂層。
[0031] 在本申請(qǐng)中（除非另外指出），用"潮氣交聯(lián)的聚合物"來指：在與潮氣（例如以水 或來自周圍空氣中的水蒸氣的形式）接觸后交聯(lián)的聚合物。在本申請(qǐng)的上下文中具有相同 含義的其他名稱為濕氣硬化聚合物，或水固化聚合物。
[0032] 在本申請(qǐng)中（除非另外指出），用"交聯(lián)催化劑"來指：在潮氣存在下與交聯(lián)聚合物 反應(yīng)以活化并加速交聯(lián)反應(yīng)的試劑。
[0033] 在本申請(qǐng)中（除非另外指出），用"流變控制劑"來指：控制流變或換句話說材料 的流動(dòng)的試劑。這些是當(dāng)被加到混合物時(shí)增加了其粘度的物質(zhì)。"觸變劑"是一種特別類型 的流變控制劑，其增強(qiáng)凝膠或流體的觸變行為，即在標(biāo)準(zhǔn)情況下為稠的或糊狀的（粘性的