專(zhuān)利名稱(chēng)：聚氨酯粘合劑對(duì)涂漆面附著力的改進(jìn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯粘合劑對(duì)涂漆面附著力的改進(jìn)方法及其所用的組合物。
在如汽車(chē)工業(yè)等行業(yè)中，玻璃有效地粘合于涂漆的基材是很重要的。例如，擋風(fēng)玻璃必須有效地粘合與涂漆的汽車(chē)車(chē)身以便在撞擊或翻轉(zhuǎn)的情況下支撐汽車(chē)車(chē)頂。一般情況下，使用聚氨酯密封膠將玻璃表面連接在涂漆面上。但是，有時(shí)很難將聚氨酯密封膠直接滿意地粘合在涂漆面上。
結(jié)果，為了得到滿意程度的聚氨酯附著在汽車(chē)車(chē)身的涂漆面，汽車(chē)制造商常常在涂覆粘合劑之前要求在涂漆面上額外預(yù)先涂覆底漆。例如標(biāo)題為“改進(jìn)對(duì)涂漆面粘合的方法和組合物”的美國(guó)專(zhuān)利4，525，511中討論了這種底漆和涂底漆的方法(在此引為參考)。只有通過(guò)涂上面漆才可以滿意地使聚氨酯密封膠粘合和得到油漆-玻璃表面結(jié)合體。
頒發(fā)給Schurnacher的標(biāo)題為“聚氨酯密封膠粘合于涂漆的或玻璃表面的方法”的美國(guó)專(zhuān)利4，857，366(′366專(zhuān)利)代表了在玻璃-涂漆面粘合領(lǐng)域的進(jìn)展，因?yàn)槿∠送康灼岵襟E(在此引為參考)?！?66專(zhuān)利討論了涂漆面的處理方法以便使聚氨酯粘合于涂漆面。這里討論的方法包括涂覆對(duì)甲苯磺酸和選自酮、醇和脂族酯的溶劑的溶液。但是，在′366專(zhuān)利中討論的溶劑對(duì)環(huán)境是比較危險(xiǎn)的。而且在′366專(zhuān)利中討論的溶液常常在經(jīng)處理的表面留下難看的酸殘余物，從而對(duì)某些油漆的光澤產(chǎn)生不利的影響。
在粘合劑和密封膠領(lǐng)域提供處理涂漆面的方法和組合物以有效地改進(jìn)聚氨酯和涂漆面之間的粘合力，是一項(xiàng)進(jìn)展。在該領(lǐng)域提供比上述現(xiàn)有技術(shù)的組合物對(duì)環(huán)境更為友好的組合物也是一項(xiàng)進(jìn)展。這種技術(shù)不會(huì)在涂漆面留下難看的殘余物，對(duì)涂漆面的光澤也不會(huì)有不利的影響。
本發(fā)明一個(gè)方面是處理涂漆或玻璃表面的方法，從而改進(jìn)以后的涂覆的聚氨酯粘合劑的附著力。此法包括用預(yù)擦拭溶液涂覆該表面，該預(yù)擦拭溶液包括烴基取代的芳族磺酸和磺酸的溶劑，以及使溶劑蒸發(fā)。
在本發(fā)明的第二個(gè)方面，預(yù)擦拭溶液包括0．5-10．0％重量的烴基取代的芳族磺酸和90．0-99．5％重量的磺酸的溶劑。
本發(fā)明的方法和組合物具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，本發(fā)明的方法和組合物可以利用芳族或烷基芳族溶劑，這些溶劑比現(xiàn)有技術(shù)所用的大多數(shù)溶劑對(duì)環(huán)境更友好。本發(fā)明的組合物在基材表面不留下結(jié)晶的殘余物。最后，本發(fā)明的組合物對(duì)特定類(lèi)型的油漆光澤沒(méi)有不利的影響。
本發(fā)明的方法一般包括在表面上涂覆預(yù)擦拭溶液以及使預(yù)擦拭溶液中的溶劑蒸發(fā)。在這里所用的名詞“預(yù)擦拭”是指在將任何粘合劑或密封膠涂覆在表面之前將該溶液涂覆于表面上。換言之，在將任何的隨后組合物涂覆之前用本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液來(lái)處理該表面。
預(yù)擦拭溶液含有酸和溶劑。在預(yù)擦拭溶液中的酸必須能溶解于該溶劑。酸是芳族磺酸，其中芳族部分之一還可由一個(gè)或多個(gè)烴取代基取代。而且，芳族部分可以含一個(gè)或多個(gè)磺酸部分。這些取代基優(yōu)選有6或更多的碳原子。這些取代基優(yōu)選有20或更少的碳原子。烴取代基可以是烷基、芳基、鏈烯基、芳烷基或烷芳基。取代基更優(yōu)選有6-12個(gè)碳原子，最優(yōu)選為9-12個(gè)碳原子。烴取代基可含不影響本發(fā)明組合物中的酸官能的非烴部分。芳族部分可以是滿足本發(fā)明規(guī)定的任何芳族部分，優(yōu)選是苯或萘。優(yōu)選酸的實(shí)例包括十二烷基苯磺酸、二壬基萘二磺酸和二壬基萘磺酸。最優(yōu)選的酸是十二烷基苯磺酸。在預(yù)擦拭溶液中酸含量?jī)?yōu)選占溶液總重量的至少0．5％重量，更優(yōu)選占至少1．0％重量，尤為優(yōu)選占至少1．5％重量。在預(yù)擦拭溶液中酸量?jī)?yōu)選低于或等于10．0％重量，更優(yōu)選低于或等于5．0％重量，尤為優(yōu)選低于或等于3．5％重量，最優(yōu)選低于或等于2．5％重量。
在本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液中所用的溶劑可溶解酸，但并不妨礙粘合劑對(duì)基材表面的粘合或?qū)谋砻嫱繉油繉釉斐蓳p害。溶劑優(yōu)選是烷基醇、芳族或烷基芳族溶劑。通常使用這些溶劑，并包括例如異丙醇、苯、甲苯、二甲苯、異丙苯和石腦油。優(yōu)選的溶劑類(lèi)型是烷基芳族溶劑和芳族溶劑。用在本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液中的溶劑優(yōu)選是具有下列組成的石腦油10％重量的含乙苯、二甲苯、異丙苯、丙苯、乙基甲苯的溶液；45％重量的三甲苯；40％重量的四甲苯和5％重量的萘，如在Remhold PublishingCorp．(1950)出版的工業(yè)溶劑(Industral Solvents)第二版中所述的。
在預(yù)擦拭溶液中的溶劑用量?jī)?yōu)選為預(yù)擦拭溶液總重量的至少90．0％重量，更優(yōu)選為至少95．0％重量，尤為優(yōu)選至少96．5％重量，最優(yōu)選為至少97．5％重量。在預(yù)擦拭溶液中溶劑含量?jī)?yōu)選低于或等于預(yù)擦拭溶液總重量的99．5％重量，更優(yōu)選為低于或等于99．0％重量，尤為優(yōu)選低于或等于98．5％重量。
本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液可以通過(guò)用該領(lǐng)域已知的方法將各成分混合而配制成。一般是用適宜的混合器將各成分混合。這種混合優(yōu)選在惰性氣氛中進(jìn)行。
使用本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液改進(jìn)了聚氨酯密封膠對(duì)涂漆面的附著力而不需要使用底漆。預(yù)擦拭溶液可以用另外的方法擦拭、噴涂或接觸涂漆面或玻璃表面。預(yù)擦拭溶液只需要涂覆很薄的一層，剛剛將表面覆蓋即可。如果需要，可以多涂一些，但只會(huì)造成浪費(fèi)。
將預(yù)擦拭溶液涂于表面后，使溶劑蒸發(fā)。一般來(lái)說(shuō)，溶劑將在幾秒到10分鐘蒸發(fā)，這取決于周?chē)鷹l件。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明所用的酸在周?chē)鷹l件下是非晶液體。這樣，使用這些酸，本發(fā)明的預(yù)擦拭溶液以后不會(huì)留下任何結(jié)晶殘余物，這些殘余物常常造成不美觀的外觀。大量使用本發(fā)明的組合物雖然對(duì)粘合有效，對(duì)會(huì)造成浪費(fèi)。在組合物干燥后，聚氨酯密封膠可以直接涂在經(jīng)處理的表面上，無(wú)需在涂覆聚氨酯密封膠之前在涂漆面涂底漆。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，用預(yù)擦拭溶液處理玻璃和／或涂漆面后，本發(fā)明的方法包括使表面與未固化的聚氨酯粘合劑接觸。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，此方法還包括使未固化的聚氨酯粘合劑固化。
聚氨酯密封劑在本領(lǐng)域是眾所周知的，這里有美國(guó)專(zhuān)利4，539，345和4，511，626為例，將其相關(guān)內(nèi)容并入本文。適宜的聚氨酯密封膠包括一份熱或濕氣固化的體系和兩份熱或化學(xué)活化的聚聚氨酯體系。這里公開(kāi)的處理涂漆面或玻璃表面的方法可以用于使用聚氨酯密封膠處理原件也可以處理替換的整套玻璃裝置中。
為了涂覆聚氨酯密封膠，將密封膠組合物涂覆基材，此后，第一基材上的粘合劑同第二基材接觸。然后將粘合劑曝露于固化條件下。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，一種基材是玻璃，另一種基材是塑料、金屬、玻璃纖維或復(fù)合基材，這些基材可以任選涂漆。一般來(lái)說(shuō)，聚氨酯涂覆是在常溫下進(jìn)行。密封膠的配制優(yōu)選得到的操作時(shí)間為6分鐘或更長(zhǎng)，更優(yōu)選為10分鐘或更長(zhǎng)。操作時(shí)間優(yōu)選為15分鐘或更少，更優(yōu)選為12分鐘或更少。
下面的實(shí)施例不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。所有的份，除非指出一般是指重量份。
通過(guò)剪切固化熔珠邊，觀察粘合破裂的模式測(cè)定以固化密封膠的附著力。希望界面粘合強(qiáng)度(即油漆-聚氨酯或玻璃-聚氨酯)大于粘合劑本身(密封膠內(nèi))的內(nèi)聚強(qiáng)度。因此，當(dāng)對(duì)油漆-聚氨酯-玻璃結(jié)合進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)聚破裂(CF)優(yōu)先于粘合破裂。樣品都顯示100％內(nèi)聚破裂。在基材上沒(méi)有酸的沉積或基材涂層的明顯降解。
用三種不同的酸重復(fù)實(shí)施例1。在實(shí)施例2中，酸是二壬基二磺酸(Nacure 155磺酸)，從King Industries購(gòu)得，為在異丙醇中的1％溶液。在實(shí)施例3和4中，各自為Nacure 1052磺酸(50％二壬基萘磺酸和50％庚烷)溶解于石腦油中的1％和5％的溶液。在實(shí)施例5和6中，各自為Nacure 1053磺酸(50％二壬基萘磺酸和40％二甲苯和10％乙苯)溶解于石腦油中的1％和5％的溶液。將所有的樣品在條件A、B、C和D條件下處理，在所有情況下顯示100％的內(nèi)聚破裂。在基材上沒(méi)有可見(jiàn)的酸沉積或基材涂層的明顯降解。對(duì)比實(shí)施例1未固化的1份濕氣固化的聚聚氨酯粘合劑(Essex SpecialtyProducts Inc．的Betaseal 520聚氨酯粘合劑)的6．4毫米×6．4毫米熔珠涂覆于未用任何預(yù)擦拭溶液擦拭過(guò)的涂漆面。使聚氨酯在23℃和相對(duì)濕度50％下固化3天。固化后，某些聚氨酯按照A、B、C和D的條件進(jìn)行試驗(yàn)，所有樣品顯示0％內(nèi)聚破裂，(100％粘合破裂)。對(duì)比實(shí)施例2-7用在異丙醇中的5％的下列酸甲苯甲酸、丙酸、醋酸、富馬酸、苯甲酸和2，2-雙(羥甲基)丙酸重復(fù)實(shí)施例1。這些實(shí)施例的樣品只曝露于試驗(yàn)條件A。樣品都顯示0％內(nèi)聚破裂。對(duì)比實(shí)施例8用對(duì)甲苯磺酸在異丙醇的0．5％溶液重復(fù)實(shí)施例1。固化后，將樣品在實(shí)驗(yàn)條件A、B、C和D下進(jìn)行試驗(yàn)。所有樣品顯示100％內(nèi)聚破裂。在基材表面留下殘余酸，涂層受到嚴(yán)重?fù)p傷。
權(quán)利要求
1．一種預(yù)擦拭組合物，包括0．5-10．0％重量的包括烴基取代的芳族磺酸的酸；以及90．0-99．5％重量的能溶解該酸的溶劑。
2．權(quán)利要求1的組合物，其中溶劑是烷基醇、芳族或烷基芳族溶劑。
3．權(quán)利要求1或2的組合物，其中溶劑是苯、甲苯、二甲苯、異丙苯或石腦油。
4．權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的組合物，其中烴部分有6-20個(gè)碳原子，芳族部分是苯或萘。
5．權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的組合物，其中烴部分是C9-12烷基部分。
6．權(quán)利要求1-5的組合物包括1．0-3．0％重量的酸以及97．0-99．0％重量的溶劑。
7．權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的組合物，其中酸是十二烷基苯磺酸、二壬基萘二磺酸或二壬基萘磺酸。
8．處理涂漆面以改進(jìn)此后涂覆的聚氨酯粘合劑的附著力的方法，此法包括在表面上涂覆包括權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的的組合物的預(yù)擦拭溶液；和使溶劑蒸發(fā)。
9．權(quán)利要求8的方法，還包括將未固化的聚氨酯密封膠涂覆在該表面的步驟。
10．權(quán)利要求9的方法，還包括使未固化的聚氨酯粘合劑固化。
全文摘要
本發(fā)明的一方面是處理涂漆面或玻璃表面的方法,從而改進(jìn)此后涂覆的聚氨酯粘合劑的附著力。此法包括用預(yù)擦拭溶液涂覆該表面,預(yù)擦拭溶液包括烴基取代的芳族磺酸和可以溶解該酸的溶劑,以及使溶劑蒸發(fā)。在本發(fā)明的第二方面,預(yù)擦拭組合物包括0.5—10.0%重量的酸和90.0—99.5%重量的該酸的溶劑。
文檔編號(hào)B05D5/10GK1282359SQ98812347
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月18日
發(fā)明者R·R·林 申請(qǐng)人:愛(ài)賽克斯特種產(chǎn)品公司