[發明專利]可固化組合物

有效

• 申請號: 201880043007.8
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN110832003B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 陳連周;邁克爾·S·紐曼
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C09J163/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李新紅

本發明提供了可固化組合物，該可固化組合物包含基體部分，該基體部分包含胺反應性可固化樹脂；以及固化劑部分，該固化劑部分包含溶解在胺中的聚合物增韌劑。聚合物增韌劑，任選地橡膠狀聚合物或熱塑性聚合物，在環境條件下為固體，其中重均分子量為至少5,000g/mol，而胺在環境條件下為液體。可固化組合物通過將基體部分和固化劑部分彼此混合來固化。由此獲得的硬化組合物可獲得增強的增韌劑負載，從而在寬范圍的溫度下，包括在超過180℉#(82℃)的溫度下，得到高剝離和剪切強度性能。

技術領域

本發明提供了兩部分可固化組合物。更具體地，所提供的兩部分可固化組合物為糊料粘合劑，其可固化以在例如機動車和航空航天應用中形成結構粘合劑。

背景技術

在工業制造工藝中，粘合劑正在進入許多傳統上使用機械固定裝置諸如螺釘、鉚釘和焊接的緊固應用中。粘合劑具有優于其機械對應物的某些特色優勢，例如，粘合劑可在粘結部分上均勻分布應力，避免電偶腐蝕，并且甚至提供改善的沖擊和減振特性。這些有益效果在機動車和航空航天工業中的粘結應用中具有特別的價值。

用于粘結結構元件的粘合劑通常被稱為結構粘合劑。依賴這些粘合劑來提供粘結組件的結構完整性，其中粘結可靠性是非常重要的。這些材料不僅需要顯示足夠的粘合強度，而且必須在范圍廣泛的操作溫度、環境和應力條件下保持這些特性。

針對給定的應用優化結構粘合劑的特性可能是一個重大的工程挑戰。例如，一些熱固性樹脂組合物諸如熱固性環氧化物組合物表現出高強度，但在經受沖擊條件或低溫時易于脆性斷裂。使用較不脆的環氧化物組合物有時可降低粘結強度，這也是不期望的。

發明內容

上述技術問題尤其適用于基于兩部分可固化組合物配制結構粘合劑的情況。這些通常通過將多官能環氧化物和短鏈脂族胺或環狀脂族胺混合來制備。短鏈脂族胺和環狀脂族胺可導致固化的組合物的脆性，這降低了粘合組件的剝離性能。在較低粘度的胺中有時遇到的另一個問題是胺致發白，其中空氣中的水分引起與胺的副反應。這可在固化的組合物的表面上產生不期望的油性或蠟質外觀。

為了克服上述問題中的一些，可將韌化化合物混合到熱固性樹脂組合物中以降低脆性，同時保持或增強粘結強度。例如，聚合物增韌劑諸如橡膠狀聚合物已被用于增加剝離強度性能，同時在高溫下保持高粘合劑性能。

發現較高分子量的增韌劑比較低分子量的增韌劑顯著更有效。然而，使用高分子量增韌劑導致與糊料粘合劑相關的另一個技術問題。在兩部分環氧化物組合物中，這些增韌劑傳統上分散到環氧樹脂中。雖然這在形成粘合劑膜時可能是可接受的，但對于糊料粘合劑則是有問題的，因為在環氧樹脂組分中甚至適度負載高分子量固體聚合物趨于將粘度增加到超過可接受水平以用于手動混合。

通過將橡膠狀和/或熱塑性聚合物溶解于低粘度胺中以制備本身用作固化劑(或硬化劑)的胺聚合物溶液，發現了這種明顯的兩難問題的答案。橡膠狀和/或熱塑性聚合物可以與或可以不與可固化樹脂反應。

由于多種原因，將這些聚合物增韌劑整合到兩部分可固化組合物的固化劑部分中是有利的。首先，它使糊料粘合劑能夠在室溫下混合和固化。其次，當固化時，這些粘合劑可在寬泛的溫度范圍內產生高剝離和剪切強度性能，包括超過180℉(82℃)的溫度。最后，還發現添加橡膠狀和/或熱塑性聚合物減輕了通常與低粘度胺相關聯的胺致發白效應。因此，這些組合物克服了許多與現有技術方法相關的問題。

這些組合物的應用不必限于環氧化物的結構結合。在一些情況下，胺聚合物溶液不僅可用于硬化環氧樹脂，而且可用于硬化基于多異氰酸酯的樹脂。在一些實施方案中，這些胺聚合物溶液可用作復合粘合劑應用中的固化劑，諸如用于注入涂層和聚脲應用中。