用于水解穩(wěn)定的粘合劑的酯-碳酸酯多元醇的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙組分可固化粘合劑或密封劑。第一組分可以包括選自聚酯多元醇、聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇及其組合的至少一種多元醇、樹脂和任選的溶劑的混合物。第二組分可以包括通過使聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇、至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分和至少一種擴(kuò)鏈劑反應(yīng)獲得的預(yù)聚物以及任選的溶劑，所述聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇是聚酯多元醇和一種或多種聚碳酸酯多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚酯多元醇是一種或多種有機(jī)酸和一種或多種具有2或更高官能度的二醇的反應(yīng)產(chǎn)物。可選地，第一組分可以包括聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇、樹脂和任選的溶劑。第二組分可以包括多異氰酸酯固化劑和任選的溶劑。固化的粘合劑表現(xiàn)出改進(jìn)的水解性質(zhì)，同時(shí)保持了優(yōu)良的可加工性和粘合性質(zhì)。
【專利說明】用于水解穩(wěn)定的粘合劑的酯-碳酸酯多元醇
【背景技術(shù)】【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及粘合劑和密封劑。更特別的，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及具有優(yōu)良水解穩(wěn)定性的粘合劑和密封劑。
[0002]相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的描述
[0003]聚酯基聚氨酯粘合劑通常具有優(yōu)良的粘合強(qiáng)度、UV和熱氧化穩(wěn)定性、磨損和化學(xué)穩(wěn)定性。但是，聚酯基聚氨酯粘合劑通常遭遇差的水解穩(wěn)定性，因?yàn)樗鼈兊孽ユI易于水解。這種缺點(diǎn)限制了聚氨酯基粘合劑的使用壽命。因此，對(duì)于具有優(yōu)良的水解穩(wěn)定性同時(shí)又能保持可加工性和粘合性質(zhì)的粘合劑和密封劑存在著需要。
[0004]發(fā)明概述
[0005]本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及粘合劑和密封劑。更特別的，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及具有優(yōu)良的水解穩(wěn)定性的粘合劑和密封劑。在一種實(shí)施方式中提供了雙組分可固化粘合劑或密封劑組合物。第一組分(a)包括(i)至少一種選自聚酯多元醇、聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，以及它們的組合的多元醇，(ii)樹脂和(iii)任選的溶劑的混合物。第二組分
(b)包括(i)通過使聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇、至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分和至少一種擴(kuò)鏈劑反應(yīng)獲得的預(yù)聚物，該聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇是聚酯多元醇與一種或多種聚碳酸酯多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物，所述聚酯多元醇是一種或多種有機(jī)酸和一種或多種具有2或更高官能度的二醇的反應(yīng)產(chǎn)物，以及(ii)任選的溶劑。固化的粘合劑表現(xiàn)出改進(jìn)的水解性質(zhì)，同時(shí)保持了優(yōu)良的可加工性和粘合性質(zhì)。
[0006]在另一種實(shí)施方式中提供了一種雙組分可固化粘合劑或密封劑組合物，其中第一組分(a)包括(i)聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，(ii)樹脂和(iii)任選的溶劑的混合物。第二組分(b)包括(i)多異氰酸酯固化劑和(ii)任選的溶劑。
[0007]發(fā)明詳述
[0008]本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及粘合劑和密封劑。更特別的，本發(fā)明的實(shí)施方式涉及具有優(yōu)良水解穩(wěn)定性的粘合劑和密封劑。
[0009]光伏(PV)模塊通過利用太陽能產(chǎn)生電流。典型的PV模塊包括易碎的并且包裹在柔軟且透明的乙基乙酸乙烯酯(EVA)聚合物中的硅晶片。頂部EVA片通過玻璃進(jìn)行保護(hù)并且底部EVA片通過背板保護(hù)。背板暴露于環(huán)境并且提供耐化學(xué)性、電絕緣性、UV保護(hù)和耐水性，由此防止EVA/硅晶片的降解。該背板包括粘合在一起的多個(gè)層。背板的每一層都具有特殊的功能。例如，背板可以包括夾在兩個(gè)TIIDLARK.聚氟化乙烯(PVF)片之間的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)片。TCDLAR(R)I PVF片提供了對(duì)水、UV和氣候的耐受性，而PET提供了機(jī)械強(qiáng)度。最終背板與EVA粘合。
[0010] 背板中用于粘合不同材料并且將背板與EVA粘合在一起的粘合劑可以是溶劑基聚氨酯粘合劑。其中該粘合劑應(yīng)當(dāng)提供尤其良好的粘合強(qiáng)度、耐熱性、耐水解性、柔性并且應(yīng)當(dāng)是不變黃的?；诟叻肿恿烤埘ザ嘣?分子量(Mn)~8，000)基聚氨酯的粘合劑典型的滿足前述條件但是其具有有限的耐水解性。低分子量聚酯(分子量(Mn)~2，000)具有次等的水解穩(wěn)定性。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，酯-碳酸酯共聚物多元醇的使用產(chǎn)生了滿足上述性能標(biāo)準(zhǔn)的粘合劑。此外，某類酯-碳酸酯共聚物多元醇的使用能夠使用滿足上述性能條件的低分子聚酯。
[0011]本發(fā)明所述的實(shí)施方式提供了包括具有優(yōu)良的粘合性，水解、UV和熱穩(wěn)定性的低分子量聚酯-聚碳酸酯共聚物的粘合劑和密封劑。典型的，純的聚酯和聚碳酸酯多元醇通常在室溫下是晶體和固體。酯和碳酸酯的共聚物可以是蠟(例如75:25的碳酸酯與酯)或液體(例如50:50的碳酸酯與酯)，這取決于共聚物中酯和碳酸酯的比?？刂莆锢頎顟B(tài)的能力是有利的，因?yàn)樗绊懼罱K產(chǎn)物的粘性，這對(duì)于粘合劑的加工來說是重要的。與基于酯的類似粘合劑相比，基于本發(fā)明所述的酯-碳酸酯共聚物的粘合劑和密封劑具有優(yōu)良的水解穩(wěn)定性和良好的初始粘合性，同時(shí)又保持了優(yōu)良的可加工性。
[0012]本發(fā)明所述的實(shí)施方式提供了雙組分可固化粘合劑或密封劑組合物，其包括(a)第一組分，其包括(i)至少一種選自聚酯 多元醇、聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，以及它們的組合的多元醇，(ii)樹脂和(iii)任選的溶劑的混合物，以及(b)第二組分，其包括(i)包括聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇和至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分、至少一種交聯(lián)劑的反應(yīng)產(chǎn)物的預(yù)聚物，和(ii)任選的溶劑。
[0013]第一組分(a)可以以雙組分組合物的60%到90%重量存在。第一組分(a)可以占雙組分組合物的至少 60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.%或 85wt.%。第一組分
(a)最多可以占雙組分組合物的65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.%或 95wt.% ?
[0014]第二組分(b)可以以雙組分組合物的10%到40%重量存在。第二組分(b)可以占雙組分組合物的至少 IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.%或 35wt.%。第二組分
(b)最多可以占雙組分組合物的15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt.%或 40wt.% ?
[0015]第一組分(a)包括通過混合(i)至少一種選自聚酯多元醇、聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，以及它們的組合的多元醇，(ii)樹脂和(iii)任選的溶劑獲得的混合物。該聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇(i)可以是一種或多種聚酯多元醇和一種或多種聚碳酸酯多元醇的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0016]合適的聚酯多元醇是工業(yè)上公知的。這種合適的聚酯多元醇的示例是通過使二羧酸和/或單羧酸與過量的二醇和/或多羥基醇反應(yīng)制備的那些。所述一種或多種聚酯多元醇是通過一種或多種有機(jī)酸和一種或多種二醇或具有2或更高官能度的聚二醇的反應(yīng)產(chǎn)物制備的。
[0017]所述一種或多種有機(jī)酸可以選自例如包括鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、偏苯三酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、四氯鄰苯二甲酸、草酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、琥珀酸、蘋果酸、戊二酸、丙二酸、環(huán)己酸、軟木酸、2，2- 二甲基琥珀酸、3，3- 二甲基戊二酸、2，2- 二甲基戊二酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、脂肪酸(亞麻酸、油酸和類似的酸)，以及它們的組合的組。一種或多種有機(jī)酸可以是脂肪族酸、芳香族酸或其組合。還可以使用其中存在以上酸的酸酐。此外，還可以使用以類似的方式與酸反應(yīng)形成聚酯多元醇低聚物的某些物質(zhì)。這些物質(zhì)包括內(nèi)酯，例如己內(nèi)酸酯和甲基己內(nèi)酸酯，還包括羥基酸，例如酒石酸和二羥甲基丙酸。如果使用三醇或更高級(jí)多元醇(hydric alchol)，單羧酸例如乙酸可以用于聚酯多元醇低聚物的制備，并且基于一些目的，例如聚酯多元醇低聚物也是令人期望的。在以上限定中通常不是親水性的但是可以通過合適的技術(shù)，例如利用環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷進(jìn)行氧化烷基化提供親水性的聚酯多元醇低聚物在本發(fā)明的上下文中被認(rèn)為是親水性的多元醇。優(yōu)選的，所述一種或多種有機(jī)酸是己二酸。
[0018]所述一種或多種具有2或更高官能度的二醇或聚二醇例如可以選自包括乙二醇、丁二醇、二聚體二醇、丙二醇-(1，2)和丙二醇-(1，3)、1，8-辛二醇、新戊二醇、環(huán)己烷二甲醇(1，4- 二羥基甲基環(huán)己烷)、2_甲基-1，3-丙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、己烷二醇-(1，6)、己烷三醇-(1，2，6)、丁烷三醇-(1，2，4)、三羥甲基乙烷、季戊四醇、對(duì)環(huán)己二醇、甘露醇和山梨醇、甲基配糖、還有二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、一縮二丁二醇、聚丁二醇，以及它們的組合的組。所述一種或多種具有2或更高官能度的二醇或聚二醇優(yōu)選包括二甘醇和丙三醇。
[0019]聚酯多元醇可以占聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇的至少5wt.%U0wt.15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt.% >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt.% >60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.%或90wt.%。聚酯多兀醇最多可以占聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇的 IOwt.%> 15wt.%>20wt.%>25wt.%>30wt.%>35wt.%>40wt.%>45wt.%>50wt.%>55wt.%>60wt.%>65wt.%>70wt.%>75wt.%>80wt.%>85wt.% >90wt.% 或 95wt.%。
[0020]合適的聚酯多元醇可由Northane Chemicals獲得，其商品名為Bester聚酯多元醇。該類型的合適的可商購(gòu)獲得的產(chǎn)物包括Bester20聚酯多元醇、Bester35聚酯多元醇、Bester41聚酯多兀醇、Bester80聚酯多兀醇、BesterlOO聚酯多兀醇、Besterll3聚酯多兀醇、Besterl76聚酯多兀醇和Besterl90聚酯多兀醇。 [0021]所述一種或多種聚碳酸酯多元醇可以包括一種或多種來自具有2到50個(gè)碳原子的烷烴二醇的重復(fù)單元。該一種或多種聚碳酸酯多元醇可以包括來自具有2到20個(gè)碳原子的烷烴二醇的重復(fù)單元。該一種或多種聚碳酸酯多元醇可以是二官能度的聚碳酸酯多元醇。
[0022]所述一種或多種聚碳酸酯多元醇可以具有大約500到大約5000的數(shù)均分子量，優(yōu)選的，其為大約500到大約3000，更優(yōu)選的，其為大約1500到大約2500。
[0023]一種或多種聚碳酸酯多元醇可以具有大約22到大約220mg KOH/g的羥值平均值，例如大約45到75mg KOH/g。
[0024]所述一種或多種聚碳酸酯多元醇可以具有在60攝氏度下通過平行平板流變儀測(cè)量的大約4000到大約15000厘泊(cp)的粘度。
[0025]所述一種或多種聚碳酸酯多元醇可以通過使包括一種或多種烷烴二醇的至少一種多元醇混合物與至少一種有機(jī)碳酸酯反應(yīng)而制備。該一種或多種聚碳酸酯多元醇可以通過使至少一種多元醇混合物和至少一種碳酸酯化合物進(jìn)行聚合反應(yīng)而獲得。對(duì)于進(jìn)行該聚合反應(yīng)的方法沒有特別的限制，并且該聚合反應(yīng)可以通過使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)方法進(jìn)行。
[0026]所述一種或多種烷烴二醇可以選自包括在鏈(支化的或未支化的)中具有2到50個(gè)碳原子的脂肪族二醇的組，該鏈還可以被額外的雜原子例如氧(O)、硫(S)或氮(N)打斷。合適的二醇的實(shí)例是1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、
I,2-十二燒二醇、環(huán)己燒而甲醇、3_甲基-1，5-戍二醇、2.4- 二乙基-1，5-戍二醇、2，4- 二乙基-1，5-戊二醇、二(2-羥基乙基)醚、二(6-羥基己基)醚或具有小于700g/mol的數(shù)均分子量的短鏈C2、C3或C4聚醚二醇，其組合，以及它們的異構(gòu)體。
[0027]所述至少一種碳酸酯化合物可以選自碳酸亞烴酯、碳酸二芳基酯、碳酸二烷基酯、二氧雜環(huán)戍酮類(dioxolanones)、二(氯碳酸)己二醇酯、光氣和脲。合適的碳酸亞烴酯的實(shí)例可以包括亞乙基碳酸酯、三亞甲基碳酸酯、1，2-亞丙基碳酸酯、5-甲基-1，3-二氧雜環(huán)-2-酮、1，2-亞丁基碳酸酯、1，3-亞丁基碳酸酯、1，2-亞戊基碳酸酯以及類似物質(zhì)。合適的碳酸二烷基酯的實(shí)例可以包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二正丁酯以及類似物質(zhì)，并且碳酸二芳基酯可以包括碳酸二苯酯。
[0028]用于聚碳酸酯多元醇的聚合反應(yīng)可以通過催化劑輔助實(shí)施。對(duì)于進(jìn)行聚合反應(yīng)的方法沒有特別的限制，且聚合反應(yīng)可以通過使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的常規(guī)方法進(jìn)行。該聚合反應(yīng)可以是酯交換反應(yīng)。在酯交換反應(yīng)中，一種物質(zhì)優(yōu)選在酯交換催化劑的存在下并且在反應(yīng)條件下與反應(yīng)試劑接觸。原則上，可以使用所有已知用于酯交換反應(yīng)的可溶的催化劑作為催化劑(均相催化)，并且也可以使用非均相酯交換催化劑。根據(jù)苯發(fā)明的方法優(yōu)選在催化劑的存在下進(jìn)行。
[0029]元素周期表第1、I1、III和IV主族、第III和IV副族、以及來自稀土族的元素特別是T1、Zr、Pb、Sn和Sb的金屬的氫氧化物、氧化物、金屬醇化物、碳酸鹽和有機(jī)金屬化合物特別適合用于本發(fā)明能夠所述的方法。
[0030]合適的實(shí)例包括LiOH、Li2C03、K2CO3> KOH、NaOH、KOMe、NaOMe、MeOMgOAc、CaO, BaO,KOt-Bu, TiCl4、四醇化鈦或?qū)Ρ蕉姿徕仭⑺拇蓟?、辛酸錫、二月桂酸二丁基錫、二丁基錫、氧化雙三丁基錫、草酸錫、硬脂酸鉛、三氧化銻和四異丙醇鋯。
[0031]芳香族氮雜環(huán)化合物也可以用于本發(fā)明所述的方法中，其可以是對(duì)應(yīng)于R1R2R3N的叔胺，其中Rh獨(dú)立的表示C1-C3tl羥基烷基、C4-C30芳基或的C1-C3tl烷基，特別是三甲基胺、三乙基胺、三丁基胺、N, N- 二甲基環(huán)己基胺、N, N- 二甲基乙醇胺、1，8-重氮-雙環(huán)(5.4.0) -7-十一碳稀、1，4-重氣雙環(huán)-(2.2.2)羊燒、I, 2- 二(N, N- 二甲基-氛基)-乙燒、1，3-二(N-二甲基-氨基)丙烷和吡唳。
[0032]還可以使用鈉和鉀的醇化物和氫氧化物(NaOH、KOH、KOMe, NaOMe)、鈦、錫或鋯的醇化物(例如Ti (OPr)4)以及有機(jī)錫化合物，其中鈦、錫和鋯的四醇化物可以與二醇一起使用，該二醇包含酯的功能，或者與二醇和內(nèi)酯的混合物一起使用。
[0033]存在的催化劑的量取決于催化劑的類型。在本發(fā)明所述的某些實(shí)施方式中，均相催化劑以最高1000ppm (0.1%)的濃度(相對(duì)于使用的脂肪族二醇，通過金屬的重量百分?jǐn)?shù)表不)使用，優(yōu)選在Ippm和500ppm(0.05% )之間，最優(yōu)選在5ppm和IOOppm(0.01% )之間。反應(yīng)完成后，催化劑可以留在產(chǎn)物中，或者可以分離出來、中和或掩蔽。催化劑可以留在產(chǎn)物中。
[0034]用于酯交換反應(yīng)的溫度可以在120攝氏度到240攝氏度之間。該酯交換反應(yīng)典型的在大氣壓力下進(jìn)行，但是還可以使用更低或更高的壓力。在活化循環(huán)的末尾可以應(yīng)用真空以除去任何揮發(fā)性物質(zhì)。反應(yīng)時(shí)間取決于多種變量，例如溫度、壓力、催化劑的類型和催化劑的濃度。
[0035] 示例性的包括一種或多種烷烴二醇組分的聚碳酸酯多元醇是由ArchChemicals, Inc.獲得的商品名為Poly-CD?220碳酸酯二醇的物質(zhì)以及由BayerMaterialScience, LLC獲得的商品名為DEiSMOI1HEN K)多元醇的物質(zhì)。
[0036]所述一種或多種聚碳酸酯多元醇可以占聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇的至少 5wt.% > IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt.% >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt.% >60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.% 或 90wt.% ? 該一種或多種聚碳酸酯多元醇(b)最多可以占聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇的IOwt.15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt.% >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt.% >60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.% >90wt.%或 95wt.%。
[0037]聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇可以通過使所述一種或多種多元醇和所述一種或多種聚碳酸酯多元醇進(jìn)行聚合反應(yīng)而制備。該聚合反應(yīng)可以是酯交換反應(yīng)。原則上，可以使用已知用于酯交換反應(yīng)的所有可溶性催化劑作為催化劑(均相催化劑)，并且還可以使用非均相酯交換催化劑。同樣可以使用以上描述的用于形成聚碳酸酯多元醇的示例性的催化劑用于形成聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇。 [0038]如上所述，用于酯交換反應(yīng)的溫度可以在120攝氏度到240攝氏度之間。該酯交換反應(yīng)典型的在大氣壓力下進(jìn)行，但是更低或更高的壓力也是有用的。在活化循環(huán)的末尾可以應(yīng)用真空以除去任何揮發(fā)性物質(zhì)。反應(yīng)時(shí)間取決于變量，例如溫度、壓力、催化劑的類型和催化劑的濃度。在某些實(shí)施方式中，其中將鈦催化劑用于聚碳酸酯多元醇的制備，任何殘留在聚碳酸酯中的鈦催化劑會(huì)有助于酯交換反應(yīng)用于形成聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇。
[0039]所述至少一種多元醇可以占第一組分(a)的30到80重量％。該至少一種多元醇可以占第一組分(a)的至少 30wt.% >35wt.% >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt/ % >60wt.% >65wt.% >70wt.%或75wt.%。該至少一種多元醇最多可以占第一組分(a)的35wt.%>40wt.%>45wt.%>50wt.%>55wt/ %>60wt.%>65wt.%>70wt.%>75wt.% 或80wt.% o
[0040]用于本發(fā)明中的樹脂例如可以包括多羥基酚和多羥基醇的縮水甘油聚醚?？梢杂糜诒景l(fā)明的示例性樹脂例如包括以下物質(zhì)的二縮水甘油醚:間苯二酚、兒茶酚、對(duì)苯二酚、雙酚、雙酚A、雙酚AP (I, 1-二(4-羥基苯基)-1-苯基乙烷)、雙酚F、雙酚K、四溴雙酚A、酚醛清漆樹脂、烷基取代的酚醛樹脂、苯酚-羥基苯甲醛樹脂、甲酚-羥基苯甲醛樹脂、二環(huán)戊二烯-苯酚樹脂、二環(huán)戊二烯-取代苯酚樹脂、四甲基雙酚、四甲基-四溴雙酚、四甲基三溴雙酚、四氯雙酚A，以及它們的任意組合。
[0041]示例性的樹脂產(chǎn)品可由Momentive Performance Chemicals商購(gòu)獲得,其商品名為?ΡΙΚΟΤΕ^合適的可商購(gòu)獲得的該類型的產(chǎn)品包括EPIK0TETMResinl54。
[0042]該樹脂可以占第一組分(a)的2到20重量％。該樹脂可以占第一組分(a)的至少2wt.% >5wt.% > IOwt.% > 15wt.% 或 18wt.% ? 該樹脂最多可以占第一組分(a)的 5wt.% >IOwt.% > 15wt.% > 18wt.% 或 20wt/%。
[0043]第一組分(a)可以進(jìn)一步包括溶劑。示例性的溶劑包括乙酸乙酯和酮，例如丙酮和甲乙酮(MEK)。
[0044]溶劑可以占第一組分(a)的10到60重量％。該溶劑可以占第一組分(a)的至少IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt/ % >40wt.% 或 55wt.% ? 該溶劑最多可以占第一組分(a)的 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt/% >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt.% 或 60wt.%。[0045]第二組分(b)可以包括(i)通過使聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇、至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分和至少一種擴(kuò)鏈劑反應(yīng)獲得的預(yù)聚物和(ii)任選的溶劑的混合物。
[0046]該預(yù)聚物可以包括聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇。該聚酯-聚碳酸酯多元醇可以是本發(fā)明之前所述的聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇。
[0047]該聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇可以占預(yù)聚物的10到60重量％。該聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇可以占預(yù)聚物的至少IOwt.%> 15wt.%>20wt.%>25wt.%>30wt.%>35wt/ %>40wt.%*55wt.%。該聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇最多可以占預(yù)聚物的15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt/ % >40wt.% >45wt.% >50wt.% >55wt.% 或60wt.% o
[0048]該預(yù)聚物可以進(jìn)一步包括至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分。該至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分可以具有大約1.9到4的官能度，且更優(yōu)選為1.9到3.5并且特別為2.0到
3.3。所述一種或多種有機(jī)多異氰酸酯組分可以選自包括聚合物多異氰酸酯、芳香族多異氰酸酯、脂環(huán)族多異氰酸酯或脂肪族多異氰酸酯的組。示例性的多異氰酸酯例如包括間亞苯基二異氰酸酯，2，4-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的多種異構(gòu)體，以及具有多于2個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的多異氰酸酯，優(yōu)選為MDI和MDI的衍生物，例如縮二脲改性的“液態(tài)”MDI產(chǎn)品和聚合的MDI (PMDI)，I, 3-和1，4_( 二異氰酸酯基甲基)環(huán)己烷，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，二(4-異氰酸酯基己基)甲烷或4，4’-二亞甲基二環(huán)己基二異氰酸酯(H12MDI)，以及它們的組合，還有TDI的2，4-和2，6異構(gòu)體的混合物，且在本發(fā)明的實(shí)踐中前者是最優(yōu)選的。典型的使用2，4異構(gòu)體和2，6異構(gòu)體的65/35重量％的混合物，但是在本發(fā)明的實(shí)踐中2，4異構(gòu)體和2，6異構(gòu)體的80/20重量％的混合物也是有用的，并且基于可獲得性其是優(yōu)選的。合適的TDI產(chǎn)物是可獲得的，商品名為V0RANATE?，得自The Dow Chemical Company。優(yōu)選的異氰酸酯包括亞甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)和/或它的聚合形式(PMDI)用于制備本發(fā)明所述的預(yù)聚物。這些聚合的MDI產(chǎn)物可由The Dow Chemical Company獲得,其商品名為ISONATE?、PAPI?和VORANATE?.合適的可商購(gòu)獲得的該類型的產(chǎn)物包括由The Dow Chemical Company獲得的ISONATE? M143MDI。脂環(huán)族多異氰酸酯產(chǎn)物可由Evonik Industries獲得,其商品名為VTESTANAT--合適的可商購(gòu)獲得的這種類型的產(chǎn)物包括VESTANAT? T1890多異氰酸酯。芳香族多異氰酸酯產(chǎn)物可由BayerMaterialScience獲得，其商品名為DRSMODIJR幻多異氰酸酯。合適的可商購(gòu)獲得的這種類型的產(chǎn)物包括DnSMODUR h L75多異氰酸酯。
[0049]對(duì)于彈性體、涂料和粘合劑來說，異氰酸酯指數(shù)通常在80到125之間，優(yōu)選在90到110之間。對(duì)于預(yù)聚物來說，異氰酸酯指數(shù)通常在200到5000之間，優(yōu)選在200到2000之間。
[0050]所述至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分可以占預(yù)聚物的30到90重量％。該至少一種有機(jī)多異氰酸酯組 分可以占預(yù)聚物的至少30wt.%>35wt.%>40wt.%>45wt.%>50wt.%>55wt.% >60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.%或 85wt.% ? 該至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分最多可以占預(yù)聚物的35wt.%>40wt.%>45wt.%>50wt.%>55wt.%>60wt.%>65wt.% >70wt.% >75wt.%.80wt.% >85wt.%或 90wt.%。[0051]預(yù)聚物可以進(jìn)一步包括支化或擴(kuò)鏈劑。任何包含兩個(gè)或更多個(gè)可以包含羥基或羧基基團(tuán)的官能團(tuán)的試劑都可以使用。示例性的試劑包括脂環(huán)族二環(huán)氧化物、芳香族二環(huán)氧化物、具有氧化烷基主鏈的二環(huán)氧化物、2，2，4-三甲基-1，3-戊烷二醇單異丁酸酯、丙三醇、三羥甲基丙烷(TMP)以及它們的混合物。
[0052]擴(kuò)鏈劑可以占預(yù)聚物的I到20重量％。該至少一種擴(kuò)鏈劑可以占預(yù)聚物的至少lwt.% >3wt.% >5wt.% > IOwt.% > 15wt.%或18wt.% ?該至少一種擴(kuò)鏈劑最多可以占預(yù)聚物的 3wt.% >5wt.% > IOwt.% > 15wt.% > 18wt.% 或 20wt.%。
[0053]預(yù)聚物可以通過使聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇、至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分和擴(kuò)鏈劑在40到90攝氏度下反應(yīng)2到12個(gè)小時(shí)的一段時(shí)間形成。
[0054]預(yù)聚物可以具有5-40%的NC0%含量。
[0055]該預(yù)聚物可以占第二組分(b)的40到90重量％。該預(yù)聚物可以占第二組分(b)的至少 40wt.%>45wt.%>50wt.%>55wt/%>60wt.%>65wt.%>70wt.%>75wt.%>80wt.%或85wt.%。該預(yù)聚物最多可以占第二組分(b)的45wt.% >50wt.% >55wt/% >60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.%或 90wt.% ?[0056]第二組分(b)可以進(jìn)一步包括溶劑。實(shí)例性的溶劑包括酮，例如丙酮和甲乙酮(MEK)，以及乙酸乙酯。
[0057]溶劑可以占第二組分(b)的10到60重量％。溶劑可以占第二組分(b)的至少IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt/ % >40wt.% 或 55wt.% ? 溶劑最多可以占第二組分(b)的 15wt.%>20wt.%>25wt.%>30wt.%>35wt/ %>40wt.%>45wt.%>50wt.% >55wt.% 或 60wt.%。
[0058]在某些實(shí)施方式中，第二組分(b)包括(i)多異氰酸酯固化劑和(ii)任選的溶劑。該固化性混合物可以包括1.4-丁二醇和至少一種多異氰酸酯。示例性的多異氰酸酯是本發(fā)明之前提及的那些。在其中第二組分(b)不包含酯-碳酸酯共聚物多元醇的實(shí)施方式中，則組分(a)必須包含酯-碳酸酯共聚物多元醇以滿足所需要的性能標(biāo)準(zhǔn)。
[0059]在其中第二組分(b)包括多異氰酸酯固化劑的某些實(shí)施方式中，第一組分(a)可以以雙組分組合物重量的60%到95%的量存在。第一組分(a)可以占雙組分組合物的至少 60wt.% >65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.%或 90wt.% ? 第一組分(a)最多可以占雙組分組合物的 65wt.% >70wt.% >75wt.% >80wt.% >85wt.%或 95wt.% ?
[0060]在其中第二組分(b)包括多異氰酸酯固化劑的某些實(shí)施方式中，第二組分(b)可以以雙組分組合物重量的5%到40%的量存在。第二組分(b)可以占雙組分組合物的至少5wt.% > IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% 或 35wt.% ? 第二組分(b)最多可以占雙組分組合物的 IOwt.% > 15wt.% >20wt.% >25wt.% >30wt.% >35wt.%或 40wt.% ?
[0061]雙組分組合物可以進(jìn)一步包括在(a)或(b)中或者在二者中還包括一種或多種選自流平劑、潤(rùn)濕劑、流動(dòng)控制劑、填料、粘度調(diào)節(jié)劑、增塑劑、顏料、染料、UV吸收劑、粘合促進(jìn)劑、熱穩(wěn)定劑以及它們的混合物的物質(zhì)。
[0062]示例性的增塑劑可以使用本發(fā)明的實(shí)施方式描述的那些，包括鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP);鄰苯二甲酸二異癸酯(DIDP);己二酸二辛酯、丙二酸異癸酯；二苯甲酸二甘醇酯，季戊四醇酯；油酸丁酯，乙酰基蓖麻醇酸甲酯；磷酸三鄰甲苯酯和磷酸三辛酯；聚己二酸丙二醇酯和聚己二酸丁二醇酯以及類似物質(zhì)。這些增塑劑可以單獨(dú)使用或者兩種或多種組合使用。
[0063]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性粘合促進(jìn)劑包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹月旨、現(xiàn)有技術(shù)已知的硅烷和氨基硅烷偶聯(lián)劑，烷基鈦酸酯和/或芳香族多異氰酸酯。
[0064]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的流平劑包括纖維素，例如硝基纖維素和乙酸丁酸纖維素。
[0065]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的潤(rùn)濕劑包括二醇、硅烷、陰離子表面活性劑和任何現(xiàn)有技術(shù)中已知的潤(rùn)濕劑。
[0066]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的流動(dòng)控制劑包括聚丙烯酸酯，非離子氟代烷基酯表面活性劑，非離子烷基芳基聚醚醇，有機(jī)硅和類似物質(zhì)。
[0067]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的填料包括熱解法二氧化硅、沉降二氧化硅、硅酸酐、硅酸水合物、滑石、碳黑、石灰石粉、涂布的和未涂布的膠狀碳酸鈣、涂布的和未涂布的研磨碳酸鈣、涂布的和未涂布的沉淀碳酸鈣、高嶺土、硅藻土、火泥、粘土、二氧化鈦、斑脫土、有機(jī)斑脫土、三氧化二鐵、氧化鋅、活性鋅白和纖維狀填料，例如玻璃纖維或細(xì)絲。
[0068]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的粘度調(diào)節(jié)劑包括堿可溶性、酸可溶性和疏水改性的堿可溶性或酸可溶性乳液聚合物、纖維素類、改性的纖維素類、天然樹膠，例如黃原膠以及類似物質(zhì)。
[0069]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的顏料包括二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鈦、三氧化二鐵和碳黑。
[0070]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的染料包括媒染料，即由植物、昆蟲和藻類制備的染料，以及直接染料，其非限定性實(shí)例是基于對(duì)二氨基聯(lián)苯或?qū)Χ被?lián)苯衍生物的那些。
[0071]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的紫外線吸收劑包括基于苯并三唑的紫外線吸收劑、基于水楊酸鹽的紫外線吸收劑、基于二苯甲酮的紫外線吸收劑、基于位阻胺的光穩(wěn)定劑和基于鎳的光穩(wěn)定劑。
[0072]可以用于本發(fā)明所述的實(shí)施方式中的示例性的熱穩(wěn)定劑包括HCl清除劑，其非限定性實(shí)例為環(huán)氧大豆油，β -硫代二丙酸的酯，其非限定性實(shí)例是月桂酸酯、硬脂酸酯、十四烷酸酯或十三烷酸酯，巰基苯并咪唑，2-巰基苯并咪唑的鋅鹽，二丁基二硫代氨基甲酸鋅，雙十八烷基二硫化物，季戊四醇四_(β -十二烷基巰基)-丙酸酯和磷酸鉛。
[0073]本發(fā)明的實(shí)施方式還涉及粘合第一基材和第二基材的方法。該方法包括合并組分a)和組分b)以形成混合物；將混合物的涂層施用于第一基材或第二基材的至少一個(gè)表面，并且使第一基材的表面與第二基材的表面接觸，其中接觸的表面中的至少一個(gè)具有施用于其上的涂層。
[0074]在本發(fā)明特別的實(shí)施方式中，第一基材和第二基材中的至少一個(gè)包括塑料。該塑料可以選自聚(乙烯)、聚(丙烯)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚氟乙烯以及它們的混合物。此外，第一基材和第二基材中的至少一個(gè)可以包括木材、金屬、塑料、紙張、帆布、陶瓷、石頭、玻璃和/或混凝土。
[0075]當(dāng)?shù)谝缓偷诙牡谋砻娼佑|時(shí)，它們?cè)谑沟迷诨闹g形成粘合的條件和一段時(shí)間內(nèi)接觸。本發(fā)明特別有利的是迄今為止難以具有足夠剝離強(qiáng)度(分離基材所需要的力的度量)的粘合的基材結(jié)合可以因此粘合在一起。這種基材結(jié)合的非限定性實(shí)例包括粘合的聚氟乙烯和聚(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)。
[0076]雖然并不限制于單獨(dú)的理論，使用本發(fā)明基于粘合劑和基材之間的界面相互作用(例如，潤(rùn)濕和表面能)以及交聯(lián)劑發(fā)展的粘合劑或粘合劑的固化形成基材之間的粘合?；男纬勺畛醯恼澈纤ㄙM(fèi)的時(shí)間是重要的，因?yàn)楣袒娇鞂?dǎo)致加工越快。
[0077]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，基材在足以促進(jìn)粘合劑將基材粘合在一起的能力的溫度下接觸。如此，基材在至少O攝氏度的溫度下接觸，在一些情況中為至少10攝氏度，在其他情況中為至少20攝氏度并且在一些情況中為至少25攝氏度。同樣的，用于基材的接觸溫度可以最高為150攝氏度，在一些情況中最高為120攝氏度，在其他情況中最高為100攝氏度并且在一些情況中最高為80攝氏度。使基材接觸的溫度可以是以上敘述的任何值或任何值之間的范圍。
[0078]在本發(fā)明的實(shí)施方式中，基材在足以促進(jìn)粘合劑將基材粘合在一起的能力的壓力下接觸。如此，基質(zhì)在環(huán)境或大氣壓力下接觸，在一些情況中為至少lOpsi，在其他情況中為至少20psi且在一些情況中為至少30psi。同樣的,用于基材的接觸壓力最高為500psi,在一些情況中最高為400psi,在其他情況中最高為300psi且在一些情況中最高為250psi。用于使基材接觸的壓力可以是以上敘述的任何值或任何值之間的范圍。 實(shí)施例:
[0079]本發(fā)明描述的實(shí)施方式的目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步通過以下實(shí)施例進(jìn)行解釋說明。實(shí)施例中描述的特殊物質(zhì)和它們的用量，以及其他條件和細(xì)節(jié)將并不用于限制本發(fā)明描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施例通過字母“E”后的樣品號(hào)標(biāo)記，而并不是本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)比實(shí)施例通過字母“ C”后的樣品號(hào)標(biāo)記。
[0080]用于實(shí)施例的原料的描述如下:
[0081]
【權(quán)利要求】
1.一種雙組分可固化粘合劑或密封劑組合物，其包括: (a)第一組分，其包括以下物質(zhì)的混合物: (i)聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，其由以下物質(zhì)反應(yīng)獲得: 聚酯多元醇，其為以下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物: 一種或多種有機(jī)酸；和 一種或多種具有2或更高官能度的二醇； 和 一種或多種聚碳酸酯多元醇； (ii)樹脂；和 (iii)任選的溶劑；以及 (b)第二組分，其包括多異氰酸酯固化劑。
2.一種雙組分可固化粘合劑或密封劑組合物，其包括: (a)第一組分，其為以下物質(zhì)的混合物: (i)選自聚酯多元醇、聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇及其組合的至少一種多元醇； (ii)樹脂；和 (iii)任選的溶劑；以及 (b)第二組分，其包括: (i)通過以下物質(zhì)反應(yīng)獲得的預(yù)聚物: 聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇，其為以下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物: 聚酯多元醇，其為以下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物: 一種或多種有機(jī)酸；和 一種和多種具有2和更高官能度的二醇；以及 一種和多種聚碳酸酯多元醇； 至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分；和 至少一種擴(kuò)鏈劑；以及 (ii)任選的溶劑。
3.權(quán)利要求1或2的組合物，其中所述一種或多種有機(jī)酸選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、偏苯三酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫鄰苯二甲酸、四氯鄰苯二甲酸、草酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、琥珀酸、蘋果酸、戊二酸、丙二酸、環(huán)己酸、軟木酸、2，2-二甲基琥珀酸、3，3-二甲基戊二酸、2，2-二甲基戊二酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、脂肪酸，以及它們的組入口 ο
4.權(quán)利要求1到3的組合物，其中所述一種或多種具有2或更高官能度的二醇選自乙二醇、丙二醇-(1，2)、丙二醇-(1，3)、1，8-辛二醇、新戊二醇、環(huán)己烷二甲醇(1，4-二羥基甲基環(huán)己烷)、1，6-己烷二醇、1，4- 丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、己烷三醇-(1，2，6)、丁烷三醇-(1，2，4)、三羥甲基乙烷、季戊四醇、對(duì)環(huán)己二醇、甘露醇和山梨醇、甲基配糖、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、一縮二丁二醇、聚丁二醇，以及它們的組合。
5.權(quán)利要求1到4的組合物，其中所述一種或多種有機(jī)酸包括己二酸和間苯二甲酸，并且所述一種或多種二醇包括1，6-己二醇。
6.權(quán)利要求1到5的組合物，其中所述一種或多種聚碳酸酯多元醇包括: (a)來自一種或多種具有2到50個(gè)碳原子的烷烴二醇的重復(fù)單元，其具有500到3000的數(shù)均分子量；以及 (b)至少一種碳酸酯化合物，其選自碳酸亞烴酯、碳酸二芳基酯、碳酸二烷基酯、二氧雜環(huán)戍酮類(dioxolanones)、二(氯碳酸)己二醇酯、光氣、脲和它們的組合。
7.權(quán)利要求6的組合物，其中所述一種或多種烷烴二醇選自1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，7-庚二醇、1，2-十二烷二醇、環(huán)己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2，4-二乙基-1，5-戊二醇、二(2-羥基乙基)醚、二(6-羥基己基)醚或具有小于700g/mol的數(shù)均分子量的短鏈C2、C3或C4聚醚二醇，以及它們的組合。
8.權(quán)利要求6或7的組合物，其中所述至少一種碳酸酯化合物選自碳酸亞烴酯、碳酸二芳基酯、碳酸二烷基酯、二氧雜環(huán)戍酮類(dioxolanones)、二(氯碳酸)己二醇酯、光氣或脲。
9.權(quán)利要求2到8的組合物，其中所述至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分選自聚合物多異氰酸酯、芳香族異氰酸酯、脂環(huán)族異氰酸酯或脂肪族異氰酸酯。
10.權(quán)利要求2到9的組合物，其中所述至少一種有機(jī)多異氰酸酯組分是包含二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的聚亞甲基聚苯基異氰酸酯。
11.權(quán)利要求1到10的組合物，其中所述樹脂選自丙烯酸類樹脂、酚醛樹脂，以及它們的組合。
12.權(quán)利要求2到11的組合物，其中所述擴(kuò)鏈劑是三羥甲基丙烷。
13.權(quán)利要求1到12的組合物,其進(jìn)一步包括:在(a)或(b)中或者在二者中還包括一種或多種選自流平劑、潤(rùn)濕劑、流動(dòng)控制劑、填料、粘度調(diào)節(jié)劑、增塑劑、顏料、染料、UV吸收劑、粘合促進(jìn)劑、熱穩(wěn)定劑以及它們的混合物的物質(zhì)。
14.權(quán)利要求2到13的組合物，其中所述至少一種多元醇以第一組分(a)的30到80重量％的量存在。
15.權(quán)利要求2到14的組合物，其中所述聚酯-聚碳酸酯共聚物多元醇以所述預(yù)聚物的10到60重量％的量存在。
16.權(quán)利要求1到15的組合物，其中第一組分(a)以所述雙組分組合物的60到90重量％的量存在且第二組分(b)以所述雙組分組合物的10到40重量％的量存在。
【文檔編號(hào)】C08G63/64GK103946258SQ201280056999
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】V.伯托洛尼, O.拉布洛塔, H.辛格, J.吉梅尼茲, W.H.希斯, A.辛格, W.A.庫恩斯 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司, 羅姆及哈斯公司