阅读说明：本技术 粘合剂组合物 (Adhesive composition ) 是由 S·格伦德 S·施马特洛赫 J·孔茨 于 2019-02-20 设计创作，主要内容包括：一种聚氨酯粘合剂组合物、更具体地一种双组分聚氨酯粘合剂,其包含(a)至少一种异氰酸酯组分,以及(b)至少一种多元醇组分,其中所述多元醇组分(b)包含(bi)至少一种第一多元醇化合物、(bii)至少一种第二多元醇化合物和(biii)至少一种扩链剂；以及一种用于制造以上粘合剂组合物的方法。(A polyurethane adhesive composition, more specifically a two-component polyurethane adhesive, comprising (a) at least one isocyanate component, and (b) at least one polyol component, wherein the polyol component (b) comprises (bi) at least one first polyol compound, (bii) at least one second polyol compound, and (biii) at least one chain extender; and a method for manufacturing the above adhesive composition.)

粘合剂组合物

技术领域

本发明涉及一种粘合剂组合物；并且更具体地，本发明涉及一种双组分聚氨酯粘合剂组合物，其在汽车应用中特别有用。

背景技术

由于性能优势和轻重量车辆要求，增强复合材料在现代车辆设计中的使用越来越多。粘合接合是复合材料最优选的组装技术，因为粘结不会破坏复合结构(不同于机械固定，例如像螺丝接合或铆接)。典型地，使用粘合剂技术用于零件组装旨在优化生产过程，以便实现快速粘合剂施加、快速强度建立和操作强度的快速发展。在一些情况下，可以通过加热过程来实现加快粘合剂施加、粘合剂强度建立和粘合剂操作强度的发展。例如，与使用常规对流烘箱进行的热固化相反，基于红外的加热过程可以使得能够以非常短的循环时间(例如1-3分钟(min))实现大于(＞)1.0兆帕(MPa)的搭接剪切强度。

此外，对于提供粘合剂的快速强度建立的过程，所述过程中需要灵活性。将过程灵活性定义为长的晾置时间。“晾置时间”是将粘合剂施加到第一基材上至将第二基材接合到第一基材经过的时间。此外，需要长的混合器独立时间以减少冲洗间隔，并且因此减少所述过程产生的材料浪费。“混合器独立时间”是在两次连续施加混合的两部分或双组分(2K)粘合剂之间，所述2K粘合剂可以保持在混合器单元(静态或动态)中且不发生粘合剂胶凝的时间段。在将2K粘合剂的两种组分混合后，希望粘合剂尽可能长时间地保持可使用，使得粘合剂能够粘结到基材上。除了长的晾置时间外，在2K粘合剂在室温(RT；约25摄氏度(℃))下达到其晾置时间后，还希望展现出快速强度建立的粘合剂，以在短时间(例如，一小时(hr)或更短的时间)后提供粘合剂的操作强度。前述粘合剂通常是潜在粘合剂。“潜在粘合剂”意指具有长的晾置时间(例如，＞8分钟)随后具有快速固化时间(例如，快于60分钟)的2K粘合剂。

聚氨酯(PU)是众所周知的类型的粘合剂，其属于2K类型；并且可以提供上述与晾置时间和快速固化时间有关的一些益处。2K PU粘合剂由包含一种或多种多异氰酸酯化合物的树脂组分和包含一种或多种多元醇化合物的固化剂组分组成。当两种组分(a)和(b)混合时，一种或多种多异氰酸酯化合物和一种或多种多元醇化合物反应形成固化的聚氨酯粘合剂。可以将聚氨酯粘合剂配制为在室温下或在暴露于某些条件(例如高温)后固化。随着粘合剂固化，粘合剂可以与许多类型的基材形成强粘合剂粘结。

2K PU粘合剂可用于各种应用，并且在一个优选的实施例中，所述2K PU粘合剂可以有利地用于客运车辆的构造中，特别是当在客运车辆的构造期间难以或甚至不可能实现两种相异材料的焊接时。双组分粘合剂组合物在应用需要快速固化的情况下、尤其在两种组分相互接触时不是贮存稳定的情况下是特别有用的。“贮存稳定的”意指所述组合物在储存期间不固化。希望2K PU粘合剂组合物展现出合适的“晾置时间”和快速固化。

获得长的晾置时间和快速固化的一种方法是通过将粘合剂配制成进行热活化固化。此类粘合剂在环境温度下缓慢固化，从而允许在粘合剂保持可使用的同时将粘合剂施加到基材上并且放置基材。之后，可以在室温或升高的温度下将所得的基材组件完全且快速地固化，以形成具有强粘结的组件。

希望提供一种2K PU粘合剂，其提供增加的等待时间(latency)，产生改进的粘合剂，所述改进的粘合剂具有较长的晾置时间以及快速操作强度建立，而同时保持粘合剂的机械特性。

发明内容

本发明涉及一种双组分聚氨酯(2K PU)粘合剂组合物(或配制品)，其包含(a)至少一种异氰酸酯组分，以及(b)至少一种多元醇组分，其中所述多元醇组分包含(bi)至少一种第一多元醇化合物，(bii)至少一种第二多元醇化合物，其具有＞2的官能度和小于(＜)200的当量重量(EW)；和(biii)至少一种扩链剂，其中所述扩链剂包含具有2个羟基和＜200的EW的化合物。在一个优选的实施例中，所述粘合剂组合物可以包含(c)任选地，至少一种催化剂；并且在另一个优选的实施例中，所述粘合剂组合物可以包含(d)任选地，至少一种填料。可以将任选的催化剂和/或填料添加到所述异氰酸酯组分(a)和/或所述多元醇组分(b)中。

本发明提供一种2K PU粘合剂配制品，其具有改进的等待时间，而不损害本发明粘合剂的机械特性。本发明还提供2K PU粘合剂组合物，其：(1)使用粘合剂时展现出增加的晾置时间；(2)能够在环境温度下被固化；(3)能够粘结到各种材料如铝、镁、片状模塑料、碳纤维复合材料、和经涂覆的金属上；以及(4)能够粘结相异材料。

具体实施方式

“异氰酸酯组分(a)”，或缩写为“IsoC”在本文中是指包括一种或多种异氰酸酯官能的多异氰酸酯化合物的成分，其中多异氰酸酯化合物分子中的至少一个具有至少一个异氰酸酯(NCO)官能团。IsoC可以是单体或聚合化合物或此类化合物的混合物。

“多元醇组分(b)”，或缩写为“PolC”在本文中是指包括一种或多种多元醇官能化合物的成分，其中多元醇官能化合物分子中的至少一个具有至少一个多元醇官能团。PolC可以是单体或聚合化合物或此类化合物的混合物。

在一个一般的实施例中，本发明包括聚氨酯粘合剂组合物、更具体地2K PU粘合剂，其包含(a)至少一种异氰酸酯组分，以及(b)至少一种多元醇组分，其中所述多元醇组分(b)包含：(bi)至少一种第一多元醇化合物，(bii)至少一种第二多元醇化合物，其中所述第二多元醇化合物不同于所述第一多元醇化合物，和(biii)至少一种扩链剂。本发明的新颖的粘合剂包括高官能多元醇(例如，具有＞2的官能度和<200的EW的多元醇)作为所述第二多元醇组分(bii)，适于为粘合剂提供有益特性，如较长的晾置时间和较快的强度建立。本发明的粘合剂的改进的等待时间可以由增加的交联密度(这导致粘合剂的断裂伸长率减小)得到。已经出人意料地发现，当将第二多元醇，如三官能小分子量甘油分子用于形成本发明的粘合剂组合物时，粘合剂组合物的等待时间得到改进并且不损害粘合剂组合物的机械特性。还已经出乎意料地发现，当将三官能扩链剂(例如像甘油)用于本发明的2K PU粘合剂组合物中时，2K PU粘合剂的等待时间可以得到改进，从而产生具有较长的晾置时间和较快的强度建立的2K PU粘合剂，而不损害2K PU粘合剂的机械特性，如断裂伸长率。

本发明的2K PU粘合剂配制品包含至少一种异氰酸酯组分作为所述配制品的组分(a)，即，可用于本发明的异氰酸酯组分(a)可以包括一种或多种含异氰酸酯的化合物。因此，本发明的粘合剂配制品的异氰酸酯组分(组分(a))可以为(1)至少一种含异氰酸酯的单体化合物，(2)化合物的混合物，其中所述混合物中所述化合物中的至少一种是含异氰酸酯的单体化合物，(3)至少一种含异氰酸酯的聚合物或预聚物化合物，或(4)含异氰酸酯的单体化合物和含异氰酸酯的聚合物或预聚物化合物的混合物。

例如，可用于本发明的粘合剂配制品的组分(a)可以包括芳香族多异氰酸酯化合物、脂肪族多异氰酸酯化合物、或其混合物；并且可以将此类多异氰酸酯化合物作为单体化合物或作为预聚物化合物添加到粘合剂配制品中。可用于本发明的多异氰酸酯化合物的一些实施例包括例如芳香族MDI(亚甲基二苯基二异氰酸酯)如143，其为液化的MDI，官能度为2.2并且粘度为40mPa-s；Isonate 220，其为聚合MDI，官能度为2.7并且粘度为220mPa-s；4，4’-亚甲基-二苯基二异氰酸酯；2，2’-亚甲基二苯基二异氰酸酯；2，4-亚甲基二苯基二异氰酸酯；及其混合物。Isonate是陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的商标并且Isonate产品从陶氏化学公司可获得。

可用于本发明的脂肪族多异氰酸酯化合物可以包括例如Desmodur N3400和Desmodur N3300，其为基于六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯化合物。DesmodurN3400是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)脲二酮并且也称为HDI-二聚体；并且Desmodur N3300是HDI-异氰酸酯(HDI-isocyanerate)并且也称为HDI-三聚体。Desmodur是科思创公司(Covestro)的商标并且Desmodur产品从科思创公司可获得。

在另一个实施例中，可用作本发明粘合剂中的异氰酸酯组分(a)的含有异氰酸酯部分的多异氰酸酯化合物可以例如包括含异氰酸酯的预聚物(或异氰酸酯封端的预聚物)。例如，预聚物可以包括由基于EO(环氧乙烷)和/或PO(环氧丙烷)的多元醇化合物如二醇、三醇或其混合物形成的MDI封端的预聚物。所述预聚物可以具有在一个实施例中最高达约2，500、并且在另一个实施例中约至约5，000、在还另一个实施例中约1,000至约4，000、并且在又另一个实施例中约2，000至约3，500的EW。

在一个优选的实施例中，异氰酸酯组分(a)优选是以下项的混合物：(1)一种或多种异氰酸酯封端的预聚物，其具有至少2个异氰酸酯基团/分子和约700至约3，500的异氰酸酯EW，和(2)一种或多种低EW多异氰酸酯化合物，其具有最高达约350的异氰酸酯EW和约2至约4个异氰酸酯基团/分子。在一个一般的实施例中，当存在此种混合物时，预聚物可以占异氰酸酯组分(a)的重量的约20重量百分比(wt％)至约80wt％。在混合物的一些其他实施例中，预聚物可以占异氰酸酯组分(a)的重量的在一个实施例中约20wt％至约70wt％、在另一个实施例中约20wt％至约65wt％、或者在还另一个实施例中约30wt％至约60wt％。在一个实施例中，当存在此种混合物时，低EW多异氰酸酯化合物可以占异氰酸酯组分(a)的重量的约1wt％至约50wt％。异氰酸酯组分(a)中的异氰酸酯含量可以在一个实施例中为约1wt％或更大、在另一个实施例中为约6wt％或更大、在还另一个实施例中为约8wt％或更大、并且在又另一个实施例中为约10wt％或更大。异氰酸酯官能预聚物中的异氰酸酯含量可以在一个实施例中为约35wt％或更小、在另一个实施例中为约30wt％或更小、在还另一个实施例中为约25wt％或更小、并且在又另一个实施例中为约15wt％或更小。

在另一个实施例中，所述预聚物可以是一种或多种具有最高达约350的异氰酸酯EW的二异氰酸酯与以下项的反应产物：(1)聚(环氧丙烷)或任何其他多元醇(例如，聚酯多元醇、聚环氧丁烷等)的至少一种均聚物，其具有约700至约3，000的EW并且具有在一个实施例中约2至约4的标称羟基官能度并且在另一个实施例中约2至约3的标称官能度；或(2)以上组分(1)与聚醚多元醇的混合物，所述聚醚多元醇具有约2，000至约8，000的MW。在优选的实施例中，可以使用每重量份的组分(1)最高达约3重量份的以上聚醚多元醇组分(2)。聚醚多元醇可以包括约70wt％至约99wt％环氧丙烷和约1wt％至约30wt％环氧乙烷的共聚物；并且所述共聚物可以具有在一个实施例中约2至约4的标称羟基官能度并且在另一个实施例中约2至约3的标称官能度。在还另一个实施例中，所述共聚物还可以具有约3，000至约5，500的MW和约2至约3的标称官能度。

多异氰酸酯化合物和一种或多种多元醇化合物的反应产生了具有聚醚链段的预聚物分子，所述聚醚链段用多异氰酸酯封端，因此所述分子具有异氰酸酯端基。每个预聚物分子含有聚醚链段，所述聚醚链段对应于形成预聚物的反应中使用的多元醇化合物的除去羟基后的结构。如果将多元醇化合物的混合物用于制备预聚物，则可以形成预聚物分子的混合物。例如，除了可以用上述多元醇封端的预聚物之外，在其他实施例中，可以通过分子量增加来制备可用于本发明的多种其他预聚物。例如，预聚物在所述预聚物的化学结构中间可以具有一个二异氰酸酯，其中两个多元醇基团附接至所述结构的末端，所述末端可用异氰酸酯封端。

可用作本发明的粘合剂配制品的组分(a)的异氰酸酯封端的预聚物具有在一个实施例中约700至约3，500、在另一个实施例中约700至约3，000、并且在还另一个实施例中约1，000至约3，000的异氰酸酯EW。出于本发明的目的的EW是通过将用于制备预聚物的一种或多种多元醇的重量和与一种或多种多元醇的反应中消耗的一种或多种多异氰酸酯的重量相加并除以所得预聚物中异氰酸酯基团的摩尔数计算的。用于制备预聚物的多异氰酸酯化合物可以是以下提及的任何低EW多异氰酸酯化合物，或者是这些中的两种或更多种的混合物。预聚物具有在一个实施例中约2或更多个异氰酸酯基团/分子、在另一个实施例中约2至约4个异氰酸酯基团/分子、或者在还另一个实施例中约2至约3个异氰酸酯基团/分子。预聚物的异氰酸酯基团可以是芳香族的、脂肪族的(包括脂环族的)、或芳香族和脂肪族的异氰酸酯基团的混合物。预聚物分子上的异氰酸酯基团可以是芳香族的。一种或多种低EW多异氰酸酯化合物可以具有例如在一个实施例中约80至约250、在另一个实施例中约80至约200、并且在还另一个实施例中约80至约180的异氰酸酯EW。如果在粘合剂配制品中存在多异氰酸酯化合物的混合物，则所述多异氰酸酯化合物的混合物可以具有例如在一个实施例中约2至约4个异氰酸酯基团/分子并且在另一个实施例中约2.3至约3.5个异氰酸酯基团/分子的平均数。

低EW多异氰酸酯化合物的全部或一部分可具有芳香族异氰酸酯基团。在有用的芳香族多异氰酸酯化合物中是间亚苯基二异氰酸酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯、甲苯-2，6-二-异氰酸酯、亚萘基-1，5-二异氰酸酯、甲氧基苯基-2，4-二异氰酸酯、二苯基-甲烷-4，4′-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2，4’-二异氰酸酯、4，4′-亚联苯基二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯基二异氰酸酯、3，3′-二甲基-4-4′-联苯基二异氰酸酯、3，3′-二甲基-二苯基甲烷-4，4′-二异氰酸酯、4，4′，4″-三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PMDI)、甲苯-2，4，6-三异氰酸酯、4，4′-二甲基-二-苯基甲烷-2，2′，5，5′-四异氰酸酯及其混合物。含有尿烷、脲、缩二脲、碳二亚胺、脲酮亚胺(uretoneimine)、脲基甲酸酯(allophonate)或通过异氰酸酯基团反应形成的其他基团的改性芳香族多异氰酸酯也可用于本发明。芳香族多异氰酸酯可以是MDI或PMDI(或其混合物，通常称为“聚合MDI”)，以及所谓的“液体MDI”产品(其是MDI和具有缩二脲、碳二亚胺、脲酮亚胺和/或脲基甲酸酯键的MDI衍生物的混合物)。低EW多异氰酸酯化合物的全部或一部分可以是一种或多种脂肪族多异氰酸酯化合物。可用于本发明的脂肪族多异氰酸酯化合物的实例可以包括环己烷二异氰酸酯、1，3-和/或1，4-双(异氰酸基甲基)环己烷、1-甲基-环己烷-2，4-二异氰酸酯、1-甲基-环己烷-2，6-二异氰酸酯、亚甲基二环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、及其混合物。

存在于多异氰酸酯组分中的多异氰酸酯基团中的至少一些可以是芳香族异氰酸酯基团。如果芳香族和脂肪族异氰酸酯基团的混合物存在于异氰酸酯组分(a)中，则在一个实施例中约50数量％或更多为芳香族异氰酸酯基团，并且在另一个实施例中约75数量％或更多为芳香族异氰酸酯基团。在还另一个实施例中，约80数量％至约98数量％的异氰酸酯基团可以是芳香族的，并且约2数量％至约20数量％可以是脂肪族异氰酸酯基团。在又另一个实施例中，预聚物的全部异氰酸酯基团可以是芳香族的；并且具有最高达约350的异氰酸酯EW的一种或多种多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基团可以是约80％至约95％的芳香族异氰酸酯基团和约5％至约20％的脂肪族异氰酸酯基团的混合物。

经常方便的是通过将多元醇化合物或多元醇化合物的混合物与显著大于简单地封端一种或多种多元醇所需量的量的一种或多种低EW多异氰酸酯化合物组合来制备含异氰酸酯的预聚物。反应后，以上组合产生预聚物和未反应的低EW多异氰酸酯化合物的混合物。如果需要，然后可以将额外量的一种或多种多异氰酸酯化合物共混入此混合物中。可以将一种或多种多元醇化合物与过量的一种或多种芳香族多异氰酸酯化合物组合并反应以产生预聚物和未反应的起始多异氰酸酯化合物的混合物，并且然后可以将此混合物与一种或多种脂肪族多异氰酸酯化合物组合。例如，含异氰酸酯的预聚物可以通过以下来制备：使一种或多种多元醇化合物与MDI、PMDI、聚合MDI、这些中任何一种或多种的衍生物(含有缩二脲、碳二亚胺、脲酮亚胺和/或脲基甲酸酯)、或这些中任何两种或更多种的混合物反应，以产生预聚物和未反应的起始多异氰酸酯化合物的混合物，并且然后可以将所述混合物与一种或多种脂肪族多异氰酸酯化合物、尤其是基于六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯化合物组合。

通常，基于配制品中组分的总重量，可用于粘合剂配制品的含异氰酸酯的预聚物的量可以在一个实施例中为约0.01wt％至约80wt％；在另一个实施例中为约1wt％至约70wt％；在还另一个实施例中为约1wt％至约60wt％；并且在又另一个实施例中为约1wt％至约55wt％。如果预聚物的量超过80wt％，则所述配制品的粘度可能对于配制品中的组分而言太低以至于无法彼此混合。如果预聚物的量小于0.01wt％，则粘合剂配制品可能起不到提供可操作粘合剂的作用。

如前所述，多元醇组分(b)包含(bi)至少一种第一多元醇化合物；(bii)至少一种第二多元醇化合物，其中所述第二多元醇化合物不同于所述第一多元醇化合物；和(biii)至少一种扩链剂。可用于本发明的第一多元醇化合物可以选自本领域已知的各种多元醇化合物，如通过援引并入的WO 2016205252(A1)中描述的多元醇化合物中的任一种。组分(b)的成分(bi)，即，多元醇组分(b)的第一多元醇化合物可以是聚醚多元醇或聚醚多元醇的混合物。在一个一般的实施例中，每种聚醚多元醇具有约400至约3，000的羟基EW。在一些实施例中，每种多元醇化合物的羟基EW可以例如在一个实施例中为至少约500、在另一个实施例中为至少约800、并且在还另一个实施例中为至少约1，000。在其他实施例中，例如，羟基EW可以在一个实施例中为最高达约3，000；在另一个实施例中为最高达约2，500；并且在还另一个实施例中为最高达约2，000。每种此聚醚多元醇具有约2至约3的标称羟基官能度。聚醚多元醇的“标称官能度”意指在被烷氧基化以形成聚醚多元醇的引发剂化合物上的可烷氧基化的氢原子的平均数。由于在烷氧基化过程期间发生的副反应，所述一种或多种聚醚多元醇的实际官能度可能略低于标称官能度。在聚醚多元醇的混合物的情况下，数均标称官能度在一个实施例中可以为约2至约3，并且在另一个实施例中为约2.5至约3。

在本发明中可用作第一多元醇化合物(组分(bi))的一种或多种聚醚多元醇可以选自环氧丙烷的均聚物以及约70重量％至约99重量％的环氧丙烷和约1重量％至约30重量％的环氧乙烷的共聚物。如果存在单一聚醚多元醇，则此种环氧丙烷和环氧乙烷的共聚物通常是优选的。如果存在两种或更多种聚醚多元醇，则优选的是至少一种是此种环氧丙烷和环氧乙烷的共聚物。在共聚物的情况下，环氧丙烷和环氧乙烷可以无规共聚、嵌段共聚或两者。在一些实施例中，聚醚多元醇或聚醚多元醇的混合物的羟基的约50％或更多是伯羟基，其余部分是仲羟基。聚醚多元醇或其混合物中的羟基的约70％或更多可以是伯羟基。一种或多种聚醚多元醇(多元醇组分(b)的组分(bi))可以在一个实施例中占多元醇组分(b)的约35wt％或更大、在另一个实施例中占约40wt％或更大、并且在还另一个实施例中占约50wt％或更大。在其他实施例中，多元醇组分(b)的一种或多种聚醚多元醇组分(bi)可以在一个实施例中占约80wt％或更小、在另一个实施例中占约65wt％或更小、并且在还另一个实施例中占约55wt％或更小。

在优选的实施例中，第一多元醇化合物可以例如是EW为＞约200并且官能度为＞约1的聚醚多元醇或聚酯多元醇。可用于本发明中的多元醇组分(b)的其他合适的多元醇化合物可以包括例如基于聚丙烯的二醇，如当量分子量为约500g/mol的Voranol^TM 1010L、当量分子量为约1，000g/mol的Voranol^TM 2000L，甘油引发的基于环氧乙烷的丙氧基化的三醇，平均当量分子量为约1，600g/mol的Voranol^TM CP4610；及其混合物。

“高官能多元醇化合物”，即，官能度为＞约2.3(例如＞约3)的多元醇化合物也可以用于本发明。例如，可用于本发明的高官能多元醇化合物可以包括Voranol 280。Voranol280是具有280的羟基数的蔗糖引发的氧丙烯-氧乙烯多元醇。Voranol是陶氏化学公司的商标并且Voranol产品从陶氏化学公司可获得。

通常，基于配制品中组分的总重量，粘合剂配制品中第一多元醇化合物的量可以在一个实施例中为约1wt％至约90wt％；在另一个实施例中为约5wt％至约80wt％；在还另一个实施例中为约10wt％至约70wt％；并且在又另一个实施例中为约20wt％至约60wt％。如果第一多元醇化合物的量超过90wt％，则所得配制品的粘度将太低；并且如果第一多元醇化合物的量小于1wt％，则多元醇组分(a)的OH数将不足够和/或粘合剂配制品的机械特性将受到损害。

组分(b)的成分(bii)，即，多元醇组分(b)的第二多元醇化合物可以是多元醇化合物或多元醇化合物的混合物。可用于本发明的第二多元醇化合物可以选自具有＞约2的官能度和<约200的EW的各种多元醇化合物。第二多元醇化合物可以例如是上述第一多元醇化合物中的任何一种或多种，只要第二多元醇化合物不同于第一多元醇化合物；并且第二多元醇化合物具有＞约2的官能度和<约200的EW。第二多元醇化合物可以包括例如1，2，3-丙三醇(也称为甘油)或甘油的其他异构体；1，2，4-丁三醇(或1，2，4-丁三醇的其他异构体)；具有约3或更多个羟基并且分子量为<约600g/mol的任何其他多元醇化合物；及其混合物。

通常，基于配制品中组分的总重量，粘合剂配制品中第二多元醇化合物的量可以在一个实施例中为约0.1wt％至约10wt％；在另一个实施例中为约0.1wt％至约7.5wt％；在还另一个实施例中为约0.1wt％至约5wt％；并且在又另一个实施例中为约0.2wt％至约3wt％。如果第二多元醇化合物的量超过10wt％，则粘合剂配制品的机械特性可能受到损害；并且如果第二多元醇化合物的量小于0.1wt％，则粘合剂配制品的等待时间可能受到损害。

多元醇组分(b)的扩链剂(成分(biii))可以是一种或多种脂肪族二醇扩链剂。一种或多种脂肪族二醇扩链剂各自具有在一个实施例中约200或更小、在另一个实施例中约100或更小、在还另一个实施例中约75或更小并且在又另一个实施例中约60或更小的羟基EW。脂肪族二醇扩链剂可以具有约2个脂肪族羟基/分子。而且，可用于本发明的扩链剂可以包括EW为约10至约59的短扩链剂二醇。在一个实施例中，脂肪族二醇扩链剂的实例可以包括单乙二醇(MEG)、二乙二醇、三乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、2，3-二甲基-1，3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、具有最高达约20个碳原子的其他直链或支链的亚烷基二醇、及其混合物。在优选的实施例中，脂肪族二醇扩链剂可以包括单乙二醇、1，4-丁二醇、及其混合物。

脂肪族二醇扩链剂或其混合物可以以约2.5至约6当量/当量的多元醇组分(b)的成分(bi)和(bii)的量存在。扩链剂可以以多元醇组分(b)的在一个实施例中约0.1wt％或更大、在另一个实施例中约1.0wt％或更大、在还另一个实施例中约2.0wt％或更大、并且在又另一个实施例中约3.0wt％或更大的量存在。扩链剂可以以多元醇组分(b)的在一个实施例中约10wt％或更小、在另一个实施例中约9wt％或更小、在还另一个实施例中约8wt％或更小、在又另一个实施例中约7wt％或更小并且在甚至还另一个实施例中约6wt％或更小的量存在。

尽管关于“多元醇”组分(b)已经描述了2k PU粘合剂的第二部分，但是众所周知的是，其他异氰酸酯反应性化合物也可用于本发明。如本文使用的术语“异氰酸酯反应性化合物”包括具有标称地至少两个异氰酸酯反应性部分的任何有机化合物。“异氰酸酯反应性部分”在本文中是指可以是含活性氢的部分的部分；并且“含活性氢的部分”在本文中是指含氢原子的部分，所述氢原子由于其在分子中的位置，根据由Wohler在Journal of theAmerican Chemical Society[美国化学会志]，第49卷，第3181页(1927)中描述的泽列维季诺夫(Zerewitinoff)测试，显示出显著的活性。此类异氰酸酯反应性部分如含活性氢的部分的示例是-COOH、-OH、-NH₂、-NH-、-CONH₂、-SH、和-CONH-。可用于本发明的示例性含活性氢的化合物，即，含异氰酸酯反应性部分的化合物可以包括多元醇、多胺、聚硫醇和多元酸。在优选的实施例中，可用于本发明的异氰酸酯反应性化合物是多元醇化合物；并且在另一个优选的实施例中，多元醇化合物可以是聚醚多元醇化合物。

本发明的粘合剂配制品可以任选地含有至少一种催化剂。任选的催化剂可以存在于异氰酸酯组分(a)和/或多元醇组分(b)中。尽管在本发明中催化剂是任选的，但是催化剂通常优选存在于组合物中以促进多元醇和异氰酸酯组分的反应。催化剂可以包括例如一种或多种潜在室温(约25℃)有机金属催化剂。潜在室温有机金属催化剂可以含有锡、锌或铋。例如，潜在室温有机金属催化剂可以包括来自以下项的组的一种或多种催化剂：链烷酸锌、链烷酸铋、二烷基链烷酸锡、二烷基硫醇锡、二烷基双(烷基-巯基乙酸)锡(dialkyl tinbis(alkyl-mercaptoacetates))、二烷基硫代乙醇酸锡、或其混合物。

在一个实施例中，可用于本发明的催化剂可以是含锡(或基于锡的)潜在室温有机金属催化剂，如选自以下项的组的前述一种或多种催化剂：二烷基硫醇锡、二烷基双(烷基巯基乙酸)锡、二烷基硫代乙醇酸锡、或其混合物。例如，可用于本发明的粘合剂组合物的潜在含锡有机金属催化剂可以包括一种或多种基于锡的催化剂，其选自：二辛基硫醇锡；二丁基硫醇盐(dibutylmercaptidem)；二丁基硫醇盐；二丁基硫醇盐；双(十二烷基硫代)二甲基锡烷；二甲基双(2-乙基己基巯基乙酸)锡；二辛基羧酸盐；二辛基新癸酸锡；及其混合物。

可用于本发明的粘合剂配制品的另一种催化剂包括例如可以进一步热活化的任何催化剂(称为“热敏性催化剂”)。在一个实施例中，此类热敏性催化剂可以包括例如基于胺的固体胺催化剂，如一种或多种选自以下项的组的环状脒催化剂化合物：1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)；1，5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯；及其混合物。

在另一个实施例中，本发明的粘合剂配制品可以包括以上潜在含锡催化剂中的至少一种和以上热敏性基于胺的催化剂中的至少一种的组合。含锡有机催化剂和基于胺的催化剂二者都可以容易地配制成异氰酸酯组分(a)、多元醇组分(b)或异氰酸酯组分(a)和多元醇组分(b)二者，以形成本发明的2K PU粘合剂。

在还另一个实施例中，展现出与上述基于锡的催化剂类似的固化动力学/特征的任何非基于锡的金属-有机催化剂可以用作本发明的粘合剂配制品中的催化剂成分。例如，有用的基于铋的催化剂可以包括新癸酸铋(III)；并且有用的基于锌的催化剂可以包括新癸酸锌；以及这些催化剂的混合物。

在又另一个实施例中，可用于本发明的非基于锡的催化剂或非基于胺的催化剂可以包括羧酸封闭的催化剂，如DBU羧酸封闭的催化剂。例如，可用于本发明的DBU羧酸封闭的催化剂可以包括TOYOCAT DB41(从东曹株式会社(TOSOH)可获得的羧酸DBU盐)、POLYCATSA-102/10(从空气产品公司(Air Products)可获得的羧酸DBU盐)、及其混合物。可用于本发明的其他催化剂可以包括酸封闭的胺，包括例如基于叔胺和有机酸的催化剂，如从东曹株式会社可获得的TOYOCAT DB40、TOYOCAT DB60、和TOYOCAT DB70；基于1H-1，2，4-三唑的胺催化剂，如从东曹株式会社可获得的TOYOCAT DB30；及其混合物。任何其他已知的热敏性胺催化剂也可用于本发明，如从东曹株式会社可获得的TOYOCAT F22；三亚乙基二胺(TEDA)；等；及其混合物。在一个优选的实施例中，可用于本发明的催化剂可选自例如锡催化剂，如二正辛基双[异辛基巯基乙酸]锡；胺催化剂，如POLYCAT SA 1/10、和TOYOCATDB60；及其混合物。

通常，基于配制品中组分的总重量，粘合剂配制品中催化剂的量可以在一个实施例中为约0.005wt％至约2.0wt％；在另一个实施例中为约0.01wt％至约1.0wt％；并且在还另一个实施例中为约0.015wt.％至约0.065wt％。在一个说明性实施例中，例如当锡催化剂如二正辛基双[异辛基巯基乙酸]锡用于粘合剂配制品中时，基于锡催化剂二正辛基双[异辛基巯基乙酸]锡的分子量，配制品中此种催化剂的浓度可以在一个实施例中为约0.005wt％至约1.0wt％；在另一个实施例中为约0.02wt％至约0.08wt％；并且在还另一个实施例中为约0.03wt.％至约0.05wt％。

在另一个说明性实施例中，例如，当热敏性胺催化剂如POLYCAT SA1/10用于粘合剂配制品中时，基于POLYCAT SA 1/10的分子量，配制品中此种催化剂的浓度可以在一个实施例中为约0.01wt％至约2.0wt％；在另一个实施例中为约0.01wt％至约1.0wt％；并且在还另一个实施例中为约0.015wt.％至约0.025wt％。

在还另一个说明性实施例中，例如，当催化剂如TOYOCAT DB60用于粘合剂配制品中时，基于TOYOCAT DB60的分子量，配制品中此种催化剂的浓度可以在一个实施例中为约0.01wt％至约2.0wt％；在另一个实施例中为约0.01wt％至约1.0wt％：并且在还另一个实施例中为约0.045wt.％至约0.065wt％。

如果催化剂的浓度低于约0.005wt％，则所用的催化剂可能在配制品中没有有效的活性，并且所得配制品的储存稳定性可能是“差的”，即例如存在于配制品中的任何残留水可使少量催化剂失活。如果催化剂的浓度超过约2.0wt％，则配制品中存在的组分的反应可能太快，导致短的晾置时间，即，可能出现例如小于约3分钟的晾置时间。另外，配制品中的高催化剂含量(例如，＞约2.0wt％)可能导致所得配制品的处理和配制成本增加。

本发明的粘合剂配制品可以任选地含有至少一种填料。任选的填料可以是至少一种微粒填料。微粒填料在室温下为固体材料，不溶于多元醇组分(b)的其他成分或异氰酸酯组分(a)或其任何成分。填料是在多元醇与异氰酸酯组分之间的固化反应的条件下不熔化、挥发或降解的材料。填料可以是例如，无机填料如玻璃，二氧化硅，氧化硼，氮化硼，氧化钛，氮化钛，粉煤灰，碳酸钙，和各种硅酸铝(包括粘土如硅灰石和高岭土)等；金属颗粒如铁、钛、铝、铜、黄铜、青铜等；热固性聚合物颗粒如聚氨酯，环氧树脂、苯酚-甲醛或甲酚-甲醛树脂的固化颗粒，交联的聚苯乙烯等；热塑性塑料如聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈共聚物、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯亚胺、聚(对苯硫醚)、聚甲醛、聚碳酸酯等；以及各种类型的碳如活性炭、石墨、炭黑等；及其混合物。

在一个一般的实施例中，微粒填料可以呈具有约50纳米(nm)至约100微米(μm)的尺寸的颗粒形式。在其他实施例中，填料可以具有在一个实施例中约250nm或更大、在另一个实施例中约500nm或更大、并且在还另一个实施例中约1μm或更大的颗粒尺寸(d50)。在其他实施例中，填料可以具有在一个实施例中约50μm或更小、在另一个实施例中约25μm或更小、并且在还另一个实施例中约10μm或更小的颗粒尺寸(d50)。使用动态光散射法或激光衍射法方便地测量具有低于约100nm的尺寸的颗粒的颗粒尺寸。

在一些实施例中，微粒填料颗粒可以具有在一个实施例中最高达约5的纵横比、在另一个实施例中最高达约2的纵横比、并且在还另一个实施例中最高达约1.5的纵横比。在其他实施例中，部分或全部填料颗粒可以被接枝到多元醇组分(b)的一种或多种聚醚多元醇上。

通常，在一个实施例中，当粘合剂配制品中存在填料时，填料占粘合剂配制品的总重量的不超过约80wt％。在其他实施例中，基于配制品中组分的总重量，粘合剂配制品中存在的填料的量总体上可以在一个实施例中为约0.1wt％至约80wt％；在另一个实施例中为约0.1wt％至约70wt％；在还另一个实施例中为约0.1wt％至约60wt％；在又另一个实施例中为约0.1wt％至约50wt％；在甚至还另一个实施例中为约0.1wt％至约40wt％；在甚至又另一个实施例中为约0.1wt％至约30wt％；在甚至还另一个实施例中为约0.1wt％至约25wt％；并且在甚至又另一个实施例中为约0.1wt％至约20wt％。

任选的填料可以存在于异氰酸酯组分(a)和/或多元醇组分(b)中。例如，在本发明的一个说明性实施例中，填料可以是炭黑，并且预定浓度的炭黑可以存在于异氰酸酯组分(a)中。当异氰酸酯组分(a)中存在炭黑且不存在其他填料时，基于异氰酸酯组分(a)的重量，炭黑填料可以占异氰酸酯组分(a)的例如在一个实施例中约1wt％至约50wt％；在另一个实施例中约2wt％至约40wt％；在还另一个实施例中约5wt％至约30wt％；并且在又另一个实施例中约10wt％至约25wt％。

在本发明的另一个说明性实施例中，预定浓度的填料可以存在于多元醇组分(b)中。当多元醇组分(b)中存在填料时，基于多元醇组分(a)的重量，所述填料可以占多元醇组分(b)的例如在一个实施例中约1wt％至约80wt％；在另一个实施例中约5wt％至约70wt％；在还另一个实施例中约10wt％至约

60wt％；并且在又另一个实施例中约20wt％至约60wt％。

多元醇组分(b)中存在的填料可以与异氰酸酯组分(a)中的填料相同；或者多元醇组分(b)中存在的填料可以与异氰酸酯组分(a)中的填料不同。例如，在一个优选的实施例中，炭黑填料可以以例如约15wt％至约20wt％的浓度用于异氰酸酯组分(a)中；并且煅烧粘土、碳酸钙或滑石可以以例如约30wt％至约60wt％的量用于多元醇组分(b)中。填料可以容易地配制成异氰酸酯组分(a)、多元醇组分(b)或异氰酸酯组分(a)和多元醇组分(b)二者，以形成本发明的2K PU粘合剂。

本发明的粘合剂配制品可以进一步包含可以存在于多元醇组分(b)和/或异氰酸酯组分(a)中的一种或多种其他任选的组分。例如，可用于本发明的另一种任选的成分可以包括一种或多种分散助剂，所述分散助剂将填料颗粒的表面润湿并帮助它们分散到一种或多种聚醚多元醇中。这些也可以具有降低粘度的作用。在这些分散助剂中，例如有由毕克化学公司(BYK Chemie)以BYK、DISPERBYK和ANTI-TERRA-U商品名出售的各种分散剂，如低分子量多元羧酸聚合物的烷基铵盐以及不饱和多胺酰胺和低分子量酸性聚酯的盐，以及氟化表面活性剂，如来自3M公司(3M Corporation)的FC-4430、FC-4432和FC-4434。当存在于多元醇组分(b)中时，以上分散助剂可以例如在一个实施例中占多元醇组分的最高达约2wt％并且在另一个实施例中占多元醇组分的最高达约1wt％。

可用于本发明的另一种有用的任选成分，特别是当用于多元醇组分(b)中时，可以包括干燥剂如气相二氧化硅、疏水改性的气相二氧化硅、硅胶、气凝胶、各种沸石、分子筛等；及其混合物。例如，当存在于组分(b)中时，基于多元醇组分的重量，一种或多种干燥剂可以在一个实施例中占约1wt％或更大、在另一个实施例中占约5wt％或更小、并且在还另一个实施例中占约4wt％或更小。在另一个实施例中，多元醇组分或粘合剂组合物中可能不存在干燥剂。

任选地，本发明的粘合剂配制品可以配制有多种其他任选的添加剂以实现特定功能性能，同时保持本粘合剂产品的优异的益处/特性。例如，在一个实施例中，可用于配制品中的任选的添加剂可以包括气体清除剂和水清除剂，以避免粘合剂的附加水吸收并且避免NCO-水反应。由于NCO与水的反应引起的CO₂释放，此种不希望的反应可能导致粘合剂中的气泡形成。

在另一个实施例中，增容剂可以用于配制品中以进一步改善润湿性能以及改善多元醇组分(b)与异氰酸酯组分(a)之间的混合。

在还另一个实施例中，化学流变改性剂可以用于配制品中。通常，例如，在本发明中可以使用具有不同的分子量和官能度的不同等级的多胺化合物。在一个实施例中，多胺化合物包括例如以下化合物中的任何一种或多种：分子量为403g/mol的三聚体JeffamineT 403、分子量为400g/mol的二聚体Jeffamine D 400、分子量为200g/mol的二聚体Jeffamine D200、及其混合物。化学流变改性剂可用于本发明以提供配制品的快速初始胶凝，这进而提供了良好的抗流挂性的益处。此外，在固化配制品后粘度的快速增加降低了在热加速固化过程中形成CO₂的风险。可以根据需要将附加的任选化合物或添加剂的混合物添加到本发明的粘合剂配制品中。

当用于粘合剂配制品中时，任选的组分可以以通常在一个实施例中0wt％至约15wt％；在另一个实施例中约0.1wt％至约10wt％；并且在还另一个实施例中约1wt％至约5wt％的量存在。在一个优选的实施例中，当使用分子筛时，分子筛的量可以为例如约1wt％至约5wt％。在另一个优选的实施例中，当使用胺产品如Jeffamine产品时，Jeffamine的量可以例如为约0.1wt％至约2wt％。

在一个广义的实施例中，用于制备本发明的2K PU粘合剂配制品的方法包括如上所述的提供至少一种异氰酸酯组分(a)以及提供至少一种多元醇组分(b)。在优选的实施例中，多元醇组分(b)包含(bi)至少一种第一多元醇化合物；(bii)至少一种第二多元醇化合物，其具有＞约2的官能度和<约200的EW；和(biii)至少一种扩链剂，其具有约2个羟基(OH)和<约200的EW。当准备好将本发明的粘合剂用于将基材粘结在一起时，可以将以上组分(a)和(b)混合、掺合或共混在一起，当组分(a)和(b)的组合固化时产生反应产物。可以根据需要将一种或多种附加的任选组分添加到配制品中。例如，可以在组分(a)和(b)混合在一起之前或组分(a)和(b)混合在一起之后，将至少一种催化剂和/或至少一种填料在组分(a)、组分(b)、或二者中添加到粘合剂配制品中。

尽管可用于制成构成粘合剂配制品的反应产物的异氰酸酯组分(a)的量和多元醇组分(b)的量可以变化，但是一旦(分开地且单独地)配制异氰酸酯组分(a)和多元醇组分(b)并且准备将两种组分组合以形成反应产物粘合剂，则总体上将异氰酸酯组分(a)和多元醇组分(b)以1∶1的体积比混合。例如，异氰酸酯组分(a)与多元醇组分(b)的比率可以在一个实施例中为约198∶2至约2∶198、在另一个实施例中为约195∶5至约5∶195、在还另一个实施例中为约10∶190至约190∶10、在又另一个实施例中为约20∶180至约180∶20、在甚至还另一个实施例中为约70∶130至约130∶70；在甚至又另一个实施例中为约80∶120至约120∶80；在还另一个实施例中为约90∶110至约110∶90；在又另一个实施例中为约95∶105至约105∶95；并且在甚至还另一个实施例中为约98∶102至约102∶98。如果异氰酸酯组分(a)与多元醇组分(b)的浓度比在约198∶2至约2∶198的范围之外，则粘合剂配制品可能不展现出有效的粘合性或粘合性可能差或没有粘合性。如果异氰酸酯组分(a)与多元醇组分(b)的浓度比在约198∶2至约2∶198的范围之外，则配制品可能不展现出良好的机械特性或良好的流变特性；和/或大量NCO可能在配制品中形成，这可能不利地导致产品变脆，即，产品具有低断裂伸长率。

在分开地且单独地制成组分(a)和组分(b)时，所需的成分和任选的成分可以以上面讨论的希望浓度并且在一个实施例中在约5℃至约80℃、在另一个实施例中在约10℃至约60℃、并且在还另一个实施例中在约15℃至约50℃的温度下混合在一起。在一个优选的实施例中，混合以上成分以形成组分(a)和(b)可以在真空下进行。成分的混合顺序不是关键的，并且可以将两种或更多种化合物混合在一起，随后添加其余成分。可以通过任何已知的混合方法和设备将组成组分(a)和(b)的粘合剂配制品成分混合在一起。

在另一个广义的实施例中，本发明包括粘结两个基材的方法，所述方法包括在两个基材之间的粘结界面(bondline)处形成2K PU粘合剂层，并且在粘结界面处固化所述层以形成粘结到每个基材的固化的粘合剂。例如，所述方法可以包括将双组分聚氨酯粘合剂的异氰酸酯组分(a)与多元醇组分(b)组合，在两个基材之间的粘结界面处形成粘合剂层以形成组件，通过对所述组件的一部分施加热量或红外辐射使粘合剂层在粘结界面处部分固化，并且在随后且分开的固化步骤中完成粘合剂层的固化。

将2K PU粘合剂施加到要粘合在一起的基材上可以通过任何已知的设备如计量/混合/分配设备进行，所述设备可以将预定量的异氰酸酯组分(a)和多元醇组分(b)以组合的形式(作为粘合剂)施加到基材的选择部分上。例如，在汽车制造过程中，组分(a)和(b)在两个分开的几个加仑大小的罐式容器中提供。然后从一个罐中抽取组分(a)，并且同时从另一个罐中抽取组分(b)，并且使用已知的静态或动态混合器将两个流组合在一起作为组合的粘合剂组分，施加到基材上。可以通过仅对组件的一个或多个预定的局部部分施加热量通过在粘结界面处仅固化粘合剂层的一个或多个预定的局部部分来进行部分固化步骤以产生具有至少部分固化的部分和未固化的部分的粘合剂层，并且然后可以在随后且分开的固化步骤中固化粘合剂层的未固化的部分。

在一个优选的一般实施例中，将至少第一基材粘合到至少第二基材上的方法可以包括以下步骤：(1)使如本文公开的多元醇组分(b)和异氰酸酯组分(a)接触并且将所述组分混合以形成均匀的粘合剂混合物；(2)将所述粘合剂混合物施加到第一基材的至少一部分上；(3)使第二基材与第一基材接触，使得所述混合物布置在第一与第二基材之间形成粘结界面；以及(4)在使得所述混合物部分地充分固化的条件下使所述混合物的至少一部分暴露于热量，使得第一和第二基材充分粘结(即具有足够的强度)，使得所述基材可以移动。所述方法可以进一步任选地包括步骤(5)：在一定温度下加热两个部分固化的基材持续一定时间，以使混合物完全固化，以便将两个基材粘结在一起。在步骤(4)中可以通过任何已知的加热手段如通过红外加热来施加热量。步骤(4)与(5)之间的时间可以在一个实施例中为约1小时或更长时间、并且在另一个实施例中为约24小时或更长时间；并且在还其他实施例中为以上两个时间段或更长时间之间的任何时间。

通过固化本发明的2k PU粘合剂组合物，形成了包括用基于本文公开的可固化粘合剂组合物的固化的粘合剂粘结在一起的两个或更多个基材的结构，其中固化的粘合剂布置在每个基材的部分之间。在一个实施例中，基材可以包括相异的基材，即，选自如金属、玻璃、塑料、热固性树脂、纤维增强塑料、或其混合物等材料的不同材料的基材。在一优选的实施例中，基材中的一个或两个可以是纤维增强塑料。

本发明配制品的优点之一是可以实现良好的等待时间同时保持配制品的机械特性。尽管先前已经尝试了其他增加等待时间的方法，例如通过使用其他成分(如Voranol280)，但此种先前的尝试导致牺牲了粘合剂的机械特性，例如，实现了<约150％的断裂伸长率。另一方面，在一个实施例中，本发明的配制品可以实现＞约8min的长晾置时间、＞约2MPa的1h RT后的高搭接剪切强度，同时断裂伸长率＞约150％。

与常规粘合剂配制品相比，通过本发明的方法生产的本发明的粘合剂配制品具有若干有利的特性和益处。例如，粘合剂配制品展现出的一些特性可以包括增加的等待时间、较长的晾置时间、和较快的操作强度建立。

例如，粘合剂展现出较长的晾置时间，并且所述晾置时间可以通常在一个实施例中为＞约8min、在另一个实施例中为＞约9min、并且在还另一个实施例中为＞约10min。在其他实施例中，本发明的配制品展现出的晾置时间可以在一个实施例中为＞约8min至约20min；在另一个实施例中为约9min至约20min；并且在还另一个实施例中为约10min至约20min。

在还另一个实施例中，本发明的粘合剂配制品的如通过搭接剪切强度在1h RT后测量的操作强度建立可以通常为＞约1MPa、在另一个实施例中为＞约1.5MPa、并且在还另一个实施例中为＞约2MPa。在又其他实施例中，粘合剂配制品的在1h RT后的搭接剪切强度可以在一个实施例中为约1MPa至约4MPa、在另一个实施例中为约1.5MPa至约4MPa、并且在另一个实施例中为约2MPa至约3MPa。

本发明的粘合剂配制品还可以展现出在一个实施例中＞约150％、在另一个实施例中＞约170％、并且在还另一个实施例中＞约200％的断裂伸长率。在其他实施例中，粘合剂配制品的断裂伸长率可以例如为＞约150％至<约600％、在另一个实施例中为＞约150％至约300％、并且在还另一个实施例中为约170％至约200％。

本发明的2K聚氨酯粘合剂可用于例如将以下项粘结在一起：复合材料；经涂覆的金属，如电子涂覆的钢、电子涂覆的铝等；和片状模塑料(SMC)；以及此类材料的混合物。

实例

给出以下实例以进一步详细说明本发明，但是并不解释为限制权利要求的范围。除非另有说明，否则所有份数和百分比都是按重量计。

实例中使用的各种原材料解释如下：

Desmodur N3400，从科思创公司可获得，是基于六亚甲基二异氰酸酯的脂肪族多异氰酸酯化合物。

Isonate M143为液化的MDI，官能度为2.2并且粘度为40mPa-s粘度。Isonate M143从陶氏化学公司(陶氏公司(Dow))可获得。

Metatin T713是基于锡的二丁基硫醇锡催化剂；并且从ACIMA公司可获得。

二正辛基双[异辛基巯基乙酸]锡，基于锡的二辛基硫醇锡催化剂。

POLYCAT SA-1/10是具有酚类抗衡离子的基于固体DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)的固体胺催化剂；并且从ACIMA公司可获得。

Voranol 2000L是平均分子量为1，000g/mol并且OH数为大约55mgKOH/g的聚丙烯均聚物；并且从陶氏公司可获得。

Voranol CP4610是平均分子量为1，800g/mol分子量并且OH数为大约35mg KOH/g的甘油引发的基于环氧乙烷的丙氧基化的三醇；并且从陶氏公司可获得。

1，4丁二醇从阿科化学公司(Arco Chemical)可获得并由SchweizerhallChemie公司分销。

Polestar 200R是平均颗粒尺寸为大约2微米(μm)(90％＞10μm)并且BET表面积为8.5m²/g且pH为6.0-6.5的煅烧瓷土(55％SiO₂，45％Al₂O₃)。Polestar 200R从英格瓷公司(IMERYS)可获得。

Aerosil R 202是疏水改性的聚二甲基硅氧烷涂覆的气相二氧化硅；并且从赢创工业公司(Evonik Industries)可获得。

Printex 30是由阿兹肯化学公司(Alzchem)商业上供应的炭黑填料。

Toyocat DB60是基于叔胺与有机酸的盐的催化剂；并且从东曹株式会社可商购。

Vestinol 9是100％邻苯二甲酸二异壬酯并且用作T-715预聚物技术中的增塑剂；并且从赢创公司(Evonik)可获得。

Voranol 280是羟基数为280、官能度为7、分子量为400g/mol、并且EW为200的蔗糖引发的氧丙烯-氧乙烯多元醇化合物。Voranol 280从陶氏公司可获得。

VORAFORCE^TM 5300是等级为用于在RTM过程中生产碳纤维增强复合材料(CFRP)零件的陶氏树脂。

BETAWIPE^TM 4800是基于溶剂的粘合促进剂，从陶氏汽车系统业务部(DowAutomotive Systems)可获得。

测试方法

根据本领域技术人员已知的程序进行以下测试。

晾置时间

将长度为30cm-50cm的粘合剂珠手动挤出到聚乙烯箔上。2K聚氨酯粘合剂的手动施加是通过双筒式施加枪完成的，例如像具有8毫米(mm)或10mm直径和24个混合元件的固定式静态混合器单元并且施加压力最小为6巴的TS 400。用木铲将施加的粘合剂珠连续进行压缩，直到粘合剂不再粘在木铲的木质表面上。将测量的时间定义为粘合剂的“晾置时间”。

反应性

2K PU粘合剂的反应性是通过流变学以振荡模式用直径20mm、板距设置1mm的平行板测量的。反应性测量在10Hz下以0.062％的恒定形变进行。绘制相对于时间的复数粘度；并且将粘度斜率变化超过30°的时间视为是“反应性”。

剪切强度

根据DIN EN 1465(2009年7月)在合适的剪切强度测量装置例如像具有FHM8606.00.00或8606.04.00安装装置的剪切强度装置Zwick 1435上进行剪切强度测量。电子涂层基材为具有以下尺寸的Cathoguard 500电子涂覆的钢板：100mm×25mm×0.8mm。用BETACLEAN^TM3350(庚烷)清洁溶剂溶液清洁电子涂覆的基材。在清洁之后在粘合剂施加之前，溶剂的闪蒸时间为5min。CFRP基材是来自DOW CFRP VORAFORCE^TM5300的具有以下尺寸的VORAFORCE^TM等级板：100mm×45mm×2.2mm。无需清洁或机械预处理即可研磨或使用CFRP基材。进行研磨时，使用320研磨垫在湿CFRP板上手动进行研磨，直到获得均匀的光学外观。将板在80℃下连续干燥8小时。将10mm×25mm×1.5mm的粘合剂粘结尺寸用于搭接剪切样本。在23℃/50％相对湿度(r.h.)下1小时的固化时间之后，或者分别在下述热加速固化过程之后测试搭接剪切样本。

拉伸测试

根据DIN 527-2(2012年6月)中所述的测试，对7天RT固化的2mm厚板(称为Dogbones 5A)进行拉伸测试。

实例1和2以及对比实例A-C

通过上述流变反应性测试测量了对比实例A至C以及实例1和2的粘合剂组合物的晾置时间。用电子涂覆的钢基材

在1小时和7天RT下测量搭接剪切强度。粘合尺寸为15mm×25mm×

1.5mm。如上所述对Dogbones 5A测试样品进行拉伸测试。表I中描述了使用各种粘合剂对Dogbones 5A样品进行的测试的结果。

对比实例A含有49wt％三官能Voranol CP 4610和5wt％1，4-丁二醇作为扩链剂。对比实例A不含有Voranol 280或甘油组分。相反，当多元醇组分(PolC)与异氰酸酯组分(IsoC)反应时，对比实例A中的Voranol CP 4610将形成软链段。并且，当PolC与IsoC反应时，1，4-丁二醇将形成硬链段。尽管表中的结果描述了对比实例A展现出良好的断裂伸长率(244％)，但是1h RT搭接剪切强度仅为1.23MPa并且晾置时间(或无粘性时间)仅为8min。

粘合剂配制品中存在的高官能多元醇化合物(如Voranol 280)可导致由较长的晾置时间和较高的1h RT搭接剪切强度指示的改进的等待时间，但使用高官能多元醇化合物(如Voranol 280)可能损害具有此种多元醇化合物的粘合剂配制品的机械特性。例如，对比实例B含有5wt％Voranol280，并且对比实例C含有10wt％Voranol 280。并且，对比实例B和对比实例C的配制品中的1，4-丁二醇含量为4wt％(对比实例B)和3wt％(对比实例C)。对比实例B和C的粘合剂配制品中掺入Voranol 280导致粘合剂展现出较长的晾置时间和较高的1h RT搭接剪切强度。然而，当将Voranol 280、特别是超过5wt％的Voranol 280添加到对比实例的组合物中时，机械特性显著降低，表现为144％(参见对比实例B)和102％(参见对比实例C)的降低的断裂伸长率。已经出人意料地发现，当用小分子量的3官能多元醇化合物如甘油代替扩链剂1，4-丁二醇时，配制品的等待时间得到了改进，同时粘合剂的断裂伸长率维持在高水平(例如，＞150％)，如本发明的配制品所展现出的(参见实例1和2)。这可以归因于以下事实：甘油具有与1，4-丁二醇类似的分子量但具有更高的官能度；并且因此，更高的官能度被引入硬链段。

实例1含有4wt％1，4-丁二醇和0.7wt％甘油。实例1的粘合剂的晾置时间为9.5min，比对比实例A和B的晾置时间长。另外，实例1的1-hrRT搭接剪切强度为2.1MPa，高于对比实例A和B的1-hr RT搭接剪切强度。实例1的粘合剂的断裂伸长率为171％，明显高于对比实例B和C的断裂伸长率。

实例2含有3wt％1，4-丁二醇和1.4wt％甘油。实例2的粘合剂组合物的晾置时间为13min，比对比实例A、B和C的晾置时间长得多。另外，实例2的粘合剂配制品的1-hr RT搭接剪切强度为2.98MPa，高于对比实例A、B和C的1-hr RT搭接剪切强度。实例2的粘合剂的断裂伸长率为158％，高于对比实例B和C的断裂伸长率。表I中描述的结果示出，使用三官能扩链剂如甘油出乎意料地改进了粘合剂组合物的等待时间，并且同时保持了粘合剂组合物的良好的断裂伸长率特性。

表I-粘合剂组合物和性能数据