[發明專利]具有玻璃球的粘著劑組合物

在審

• 申請號: 201580056749.0
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN107075328A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: G·G·伊格爾;A·盧茨
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C09J11/04
• 分類號: C09J11/04;C09J163/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 吳亦華

技術領域

本發明涉及一種新的粘著劑組合物，其在汽車相關應用中具有獨特特性。

背景技術

含環氧樹脂的粘著劑廣泛地用于汽車行業中。當粘著劑組合物的楊氏模量(Young's modulus)值高于1000MPa時，為獲得可接受的內聚失效(cohesive failure)，需要對粘著劑組合物做一些改變。由于使得裂紋擴展遠離襯底界面，因此這些改變會使得韌性明顯增加。

不變地，在粘著劑組合物用無機填充劑改質以改良失效模式時，可能需要更多的橡膠以抵消由于無機填充劑添加而引起的韌性喪失。這增加了成本并且降低了交聯密度，降低的交聯密度對于耐腐蝕性并不理想。獲得良好的失效模式的常見方法包括使用滑石和綠泥石填充劑。也可以使用腰果殼油，但其具有與滑石相同的問題。也可以使用發泡劑，但其具有許多不良副作用。由于在維持所期望的抗沖擊剝離性能(impact peel performance)方面有難度，因此當配制表現高抗沖擊剝離的含環氧基的粘著劑組合物時，更高的填充劑裝載的許多益處被回避。環氧粘著劑組合物中填充劑的益處包括優異的流變控制和改良的耐腐蝕性。無機填充劑裝載由于阻斷濕氣進入膠層(bond line)中而通常改良耐腐蝕性。但是，歸因于對抗沖擊剝離性能的負效果，組合物的20體積％到40體積％的填充劑裝載被回避。

出人意料地發現，對于粘著劑組合物來說，具有適當粒度的玻璃珠或瓷珠會誘導良好的內聚失效模式和許多其它良好特性，而沒有滑石和綠泥石填充劑的負效果。

發明內容

本發明提供一種新的粘著劑組合物，按組合物的總重量計，其包含1到10wt％、優選1到7wt％并且更優選4到6wt％的玻璃珠。在一個優選的實施例中，這類玻璃珠是球形的并且平均直徑不大于110微米，優選為約50到75微米，更優選為60到75微米，其中90％的玻璃珠的尺寸分布在5到200微米之間但更優選在25與105微米之間。粘著劑組合物還含有其它典型的組分：一種或多種環氧樹脂；固化劑，如二氰二胺；催化劑，如封端的叔胺或脲；煙霧狀二氧化硅(fumed silica)；韌化劑，如聚氨脂橡膠，任選地輔助韌化劑，如羧基封端的丁二烯-丙烯腈(CTBN)環氧加合物和/或氧化乙烯/氧化丁烯二嵌段共聚物、環氧硅烷；以及其它填充劑，如碳酸鈣、氧化鈣、偏硅酸鈣等。

具體實施方式

本發明提供一種粘著劑組合物，其包含玻璃珠以改良組合物的內聚失效和其它特性。與普通的基礎粘著劑組合物一樣，其將含有這類常規組分：一種或多種環氧樹脂；固化劑，如二氰二胺；催化劑，如封端的叔胺或脲；煙霧狀二氧化硅；韌化劑，如聚氨脂橡膠，任選地輔助韌化劑，如羧基封端的丁二烯-丙烯腈(CTBN)環氧加合物和/或氧化乙烯/氧化丁烯二嵌段共聚物、環氧硅烷；以及其它填充劑，如碳酸鈣、氧化鈣、偏硅酸鈣等。代替使用使T-剝離失效模式和抗沖擊性能達到最大的滑石和綠泥石，在不降低或降低相同粘著劑組合物中滑石和綠泥石的量的情況下使用玻璃珠。使用玻璃珠來代替傳統使用的無機填充劑不僅產生更好的組合物性能，并且還顯著降低制備粘著劑組合物的成本。可以用玻璃珠進行改質的基礎粘著劑組合物的一些商業實例包括可購自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)的BETAMATE^TM系列1486、1090G、1485、1696。

本發明的粘著劑組合物包含玻璃珠，優選平均直徑不大于110微米、優選約50到75微米并且更優選60到75微米的中空球形玻璃珠，其中90％的玻璃珠的尺寸分布在5到200微米之間但更優選在25與105微米之間。優選的玻璃珠的一個可商購實例是來自Potters Industries Inc.的平均直徑為75微米的Q-Cel^TM。粒度分布(particle size distribution)展示93％在尺寸方面低于125微米，密度是0.27g/cc，并且均衡抗壓強度(isostatic crush strength)是750psi。另一個實例是可購自3M的K25玻璃珠，其中平均直徑是50微米，并且其80％在25與90微米之間，密度是0.25g/cc并且均衡抗壓強度是750psi。據報道Q-Cel玻璃珠由具有400℃的較低熔點的普通堿石灰硼硅酸鹽制得。據報道K25玻璃珠由具有600℃的熔融溫度的硼硅酸鹽玻璃制得。