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CN105189594B - 双组分聚氨酯组合物 - Google Patents

双组分聚氨酯组合物 Download PDF

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CN105189594B CN201480022824.7A CN201480022824A CN105189594B CN 105189594 B CN105189594 B CN 105189594B CN 201480022824 A CN201480022824 A CN 201480022824A CN 105189594 B CN105189594 B CN 105189594B
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Abstract

本发明涉及由第一组分和第二组分组成的聚氨酯组合物，其中第一组分以特定比例包含烷氧基化的芳族二元醇、低分子量脂族或脂环族二元醇和特定的聚丁二烯多元醇。经固化组合物的特征在于良好的粘附性能，在‑35至+85℃的温度范围内温度相关度较低的强度和高的强度与弹性。其特别适合作为用于粘合两个基材的结构粘合剂。

Description

双组分聚氨酯组合物
技术领域
本发明涉及双组分聚氨酯组合物的领域及其特别是作为粘合剂或作为灌注材料的用途。
背景技术
长期以来使用基于多元醇和多异氰酸酯的双组分聚氨酯粘合剂。双组分聚氨酯粘合剂具有的优点在于，其在混合之后迅速固化并且因此即使在短时间之后也能吸收和传递较高的力。为了用作结构粘合剂，在所述粘合剂的强度和粘附力方面提出高要求，因为这种粘合剂是承载负荷的结构的元件。
特别需要这样的粘合剂，所述粘合剂具有结构粘合范畴的高强度，并且尽管如此在尽可能大的温度范围内具有高的可伸展性以及强度与温度的相关度不太显著。还希望这样的粘合剂，所述粘合剂在金属基材上显示出良好的粘附，不仅在环境温度下而且在通过热加速的固化过程中均可以固化至最终硬度。
发明内容
本发明的目的因此在于提供一种双组分聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物具有高强度和高伸展性并且机械性能与温度的相关度很弱，并且在金属基底上具有良好的粘附性能。
出人意料地通过根据本发明的聚氨酯组合物实现所述目的。所述聚氨酯组合物一方面具有高的聚丁二烯多元醇含量。所述聚氨酯组合物还以特定比例包含至少一种烷氧基化芳族二元醇和至少一种低分子量脂族或脂环族二元醇。出人意料地发现，所述组合物具有高强度和弹性，机械性能与温度的相关度很弱，并且在金属基材上具有极好的粘附性能。这特别从在-35至85℃的温度范围内的高的拉伸剪切强度值可知。此外所述组合物特别耐湿。
本发明的其它方面为其它独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
具体实施方式
本发明涉及由第一和第二组分组成的聚氨酯组合物，其中
－第一组分包含
－至少一种平均分子量在300至1000g/mol范围内的烷氧基化芳族二元醇A1，
－至少一种分子量在90至200g/mol范围内的脂族或脂环族二元醇A2，所述二元醇A2不是具有两个伯OH-基团的线性亚烷基二元醇，
－至少一种平均OH-官能度在2.1至2.9、特别是2.3至2.7范围内并且平均分子量在2000至4000g/mol、特别是2500至3000g/mol范围内的聚丁二烯多元醇A3，和
－第二组分包含
－至少一种多异氰酸酯；
其中二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得
－重量比例A1/A2在0.1至1、优选0.2至0.7、特别是0.3至0.7的范围内，
－重量比例A3/(A1+A2)在3至9、优选4至8、特别是5至8的范围内，和
－以第一组分中存在的所有多元醇计，聚丁二烯多元醇A3的份额在50至90重量％、优选65至90重量％、特别是75至90重量％的范围内。
物质名称(例如“多元醇”、“多异氰酸酯”、“聚醚”或“多胺”)中的前缀“聚/多”在本文中表示相应物质在形式上每分子包含多于一个在其名称中出现的官能团。
“分子量”在本文中被理解为分子的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”表示低聚或聚合形式的分子混合物的数均分子量Mn，其通常通过GPC相对于聚苯乙烯标样确定。
“伯羟基”表示键合至具有两个氢的C-原子的OH-基团。
“开放时间”在本文中表示在组分混合之后必须将待粘合部件进行接合的时间。
术语“强度”在本文中表示经固化粘合剂的强度，其中强度特别意指在0.05至0.25％的伸长范围内的拉伸强度和弹性模量(E-模量)。
“室温”在本文中表示23℃的温度。
组合物的第一组分包含至少一种平均分子量在300至1000g/mol范围内的烷氧基化芳族二元醇A1。
烷氧基化芳族二元醇A1特别是具有芳族部分的聚醚二元醇，如特别是通过烷氧基化具有两个酚OH-基团的芳族二元醇可获得的。
优选地，烷氧基化芳族二元醇A1为乙氧基化和/或丙氧基化和/或丁氧基化的芳族二元醇，特别是乙氧基化和/或丙氧基化的芳族二元醇。所述二元醇可特别容易地获得。
特别优选地，烷氧基化芳族二元醇A1为丙氧基化芳族二元醇。所述二元醇产生在经固化状态下具有良好粘附性能的可良好加工的粘合剂。
烷氧基化芳族二元醇A1的芳族部分优选为苯残基、萘残基、二苯基甲烷残基、1,1-二苯基乙烷残基、2,2-二苯基丙烷残基、二苯基醚残基、苯甲酮残基、双(苯基)砜残基或联苯基残基。
其中优选的是二苯基甲烷残基和2,2-二苯基丙烷残基。这些芳族残基源自双酚F或双酚A。这些烷基化的芳族二元醇A1产生具有特别高强度的可良好加工的组合物。
特别优选地，烷氧基化的芳族二元醇A1为丙氧基化的双酚A或丙氧基化的双酚F，特别是丙氧基化双酚A。因此获得具有特别良好的粘附性能的组合物。
烷氧基化的芳族二元醇A1优选具有在350至500g/mol范围内的平均分子量。所述二元醇A1能够实现特别高的强度。
组合物的第一组分还包含至少一种分子量在90至200g/mol范围内的脂族或脂环族二元醇A2，所述二元醇A2不是具有两个伯OH-基团的线性亚烷基二元醇。二元醇A2例如不是1,4-丁二醇或1,5-戊二醇。使用所述线性二元醇获得在室温和更高温度下具有不令人满意的拉伸剪切强度和拉伸强度的组合物。
优选作为二元醇A2的是支化的亚烷基二元醇，具有一个伯羟基和一个仲羟基的亚烷基二元醇以及脂环族二元醇。
优选地，二元醇A2选自1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、1,2-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇、1,4-环己二醇、1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇。
其中优选的是1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、3-甲基-1,5-戊二醇、1,2-己二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇和2-乙基-1,3-己二醇。
最优选作为二元醇A2的是2-乙基-1,3-己二醇。所述二元醇能够实现这样的组合物，所述组合物在固化时在高温下能够实现特别高的拉伸剪切强度值。
组合物的第一组分还包含至少一种平均OH-官能度在2.1至2.9，特别是2.3至2.7范围内并且平均分子量在2000至4000g/mol、特别是2500至3000g/mol范围内的聚丁二烯多元醇A3。
所述聚丁二烯多元醇特别可通过以合适的比例聚合1,3-丁二烯和烯丙醇或者通过氧化合适的聚丁二烯而获得。
合适的聚丁二烯多元醇特别是包含式(I)的结构单元和任选式(II)和(III)的结构单元的聚丁二烯多元醇。
优选的聚丁二烯多元醇包含
40至80％、特别是55至65％的式(I)的结构单元，
0至30％、特别是15至25％的式(II)的结构单元，
0至30％、特别是15至25％的式(III)的结构单元。
特别合适的聚丁二烯多元醇例如可以商标名PolyR-45HTLO或PolyR-45M从Cray Valley获得。
所述聚丁二烯多元醇连同二元醇A1和A2一起促进具有基本上与温度不相关的强度的经固化组合物。
二元醇A1和二元醇A2在组合物中以这样的量存在，使得重量比例A1/A2在0.1至1、优选0.2至0.7、特别是0.3至0.7的范围内。在该范围内组合物具有极好的粘附性能和高强度。
此外，二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3在组合物中以这样的量存在，使得重量比例A3/(A1+A2)在3至9、优选4至8、特别是5至8的范围内。在该范围内组合物具有高强度和高可伸展性以及良好的弹性。
此外以第一组分中存在的所有多元醇计，聚丁二烯多元醇A3的份额在50至90重量％、优选65至90重量％、特别是75至90重量％的范围内。这意味着，即使在第一组分中除了二元醇A1和A2和聚丁二烯多元醇A3之外还存在其它多元醇，组合物仍然包含极高份额的聚丁二烯多元醇A3。高的聚丁二烯多元醇A3含量保证了期望的所述组合物与温度不相关的机械性能和高耐湿性。
在本发明的一个实施方案中，第一组分可以额外包含分子量在140至340g/mol范围内的一元醇A4，所述一元醇A4特别包含至少一个醚基团，其中所述一元醇A4以这样的量存在，使得重量比例A4/(A1+A2)在0.1至0.5、优选0.2至0.4的范围内。一元醇可以特别改进组合物的可加工性和拉伸剪切强度与温度的不相关性。
适合作为一元醇A4的特别是苯酚的烷氧基化衍生物，特别是乙氧基化或丙氧基化苯酚。特别适合作为一元醇A4的是1-苯氧基-2-丙醇。所述一元醇可以特别良好地降低第一组分的粘度，这可以有利于组合物的可加工性，并且所述一元醇可以改进在低温下的弹性性能。
在本发明的一个实施方案中，组合物不含一元醇A4。所述组合物在高温下具有特别高的强度和特别与温度不相关的弹性模量。
组合物的第二组分包含至少一种多异氰酸酯。适合的多异氰酸酯特别是单体二异氰酸酯或三异氰酸酯，以及单体二异氰酸酯或三异氰酸酯的低聚物、聚合物和衍生物，及其任意混合物。
合适的芳族的单体二异氰酸酯或三异氰酸酯特别为2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物(TDI)、4,4′-、2,4′-和2,2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物(MDI)、MDI和MDI-同系物的混合物(聚合MDI或PMDI)、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯、2,3,5,6-四甲基-1,4-二异氰酸基苯、萘-1,5-二异氰酸酯(NDI)、3,3′-二甲基-4,4′-二异氰酸基联苯(TODI)、联茴香胺二异氰酸酯(DADI)、1,3,5-三-(异氰酸基甲基)-苯、三-(4-异氰酸基苯基)-甲烷和三-(4-异氰酸基苯基)-硫代磷酸酯。
合适的脂族的单体二异氰酸酯或三异氰酸酯特别是1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2-甲基五亚甲基-1,5-二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯(TMDI)、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸和赖氨酸酯二异氰酸酯、环己烷-1,3-和-1,4-二异氰酸酯、1-甲基-2,4-和-2,6-二异氰酸基环己烷和这些异构体的任意混合物(HTDI或H6TDI)、1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基-环己烷(＝异佛尔酮二异氰酸酯或IPDI)、全氢-2,4′-和-4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI或H12MDI)、1,4-二异氰酸基-2,2,6-三甲基环己烷(TMCDI)、1,3-和1,4-双-(异氰酸基甲基)环己烷、间-和对-亚二甲苯基二异氰酸酯(m-和p-XDI)、间-和对-四甲基-1,3-和-1,4-亚二甲苯基二异氰酸酯(m-和p-TMXDI)、双-(1-异氰酸基-1-甲基乙基)萘、二聚和三聚脂肪酸异氰酸酯例如3,6-双-(9-异氰酸基壬基)-4,5-二-(1-庚烯基)环己烯(二聚二异氰酸酯)和α,α,α′,α′,α″,α″-六甲基-1,3,5-均三甲基苯三异氰酸酯。
其中优选的为MDI、TDI、HDI和IPDI。
所述单体二异氰酸酯或三异氰酸酯的合适的低聚物、聚合物和衍生物特别源自MDI、TDI、HDI和IPDI。其中特别合适的是市售获得的类型，特别是HDI-缩二脲例如N 100和N 3200(来自Bayer)，HDB和HDB-LV(来自Rhodia)和24A-100(来自Asahi Kasei)；HDI-异氰脲酸酯，例如N 3300、N3600和N 3790 BA(均来自Bayer)，HDT、HDT-LV和HDT-LV2(来自Rhodia)，TPA-100和THA-100(来自Asahi Kasei)和HX(来自NipponPolyurethane)；HDI-脲二酮例如N 3400(来自Bayer)；HDI-亚氨基噁二嗪二酮例如XP 2410(来自Bayer)；HDI-脲基甲酸酯例如VP LS2102(来自Bayer)；IPDI-异氰脲酸酯，例如溶液形式的Z 4470(来自Bayer)或固体形式的T1890/100(来自Degussa)；TDI-低聚物例如IL(来自Bayer)；以及经混合的基于TDI/HDI的异氰脲酸酯，例如HL(来自Bayer)。还特别适合的为在室温下为液体形式的MDI(所谓的“改性MDI”)，其为MDI与MDI-衍生物(例如特别是MDI-碳化二亚胺或MDI-脲酮亚胺或MDI-氨基甲酸酯)的混合物，以如下商标名已知：例如CD、PF、PC(均来自Bayer)或M143(来自Dow)，以及MDI和MDI-同系物(聚合MDI或PMDI)的混合物，以如下商标名获得：例如VL、VL50、VL R10、VL R20、VH 20 N和VKS 20F(均来自Bayer)，M 309、M 229和M 580(均来自Dow)或M 10 R(来自BASF)。上述低聚多异氰酸酯在实践中通常表示具有不同低聚度和/或化学结构的物质的混合物。其优选具有2.1至4.0的平均NCO-官能度。
优选地，多异氰酸酯选自MDI、TDI、HDI和IPDI和所述异氰酸酯的低聚物、聚合物和衍生物，及其混合物。
优选地，多异氰酸酯包含异氰脲酸酯基团、亚氨基噁二嗪二酮基团、脲二酮基团、缩二脲基团、脲基甲酸酯基团、碳化二亚胺基团、脲酮亚胺基团或噁二嗪三酮基团。
特别优选作为多异氰酸酯的是在室温下为液体形式的MDI。其特别为所谓的聚合MDI以及具有一定份额的其低聚物或衍生物的MDI。所述液体形式的MDI的MDI(＝4,4′-、2,4′-或2,2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和这些异构体的任意混合物)含量特别是50至95重量％，特别是60至90重量％。
特别优选作为多异氰酸酯的是聚合的MDI和在室温下为液体的MDI-类型，其包含一定份额的MDI-碳化二亚胺或其加合物。
使用所述多异氰酸酯获得特别良好的加工性能和特别高的强度。
第二组分的多异氰酸酯可以包含一定份额的具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。第二组分可以包含分开制备的具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物，或者多异氰酸酯与至少一种多元醇、特别是聚醚多元醇混合，其中异氰酸酯基团相对于OH-基团以化学计量高度过量的量存在。
优选地，第二组分仅包含较少份额的具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物，优选不大于30重量％、特别优选不大于20重量％、特别是不大于10重量％，以多异氰酸酯和具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物的总和计。
最优选地，第二组分不包含具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。所述第二组分特别是低粘度的，这能够实现组合物良好的可加工性，并且所述第二组分能够实现具有特别高强度的组合物。
聚氨酯组合物还可以包含其它能够与异氰酸酯基团反应的物质作为第一组分的成分。
优选地，第一组分不包含聚酯多元醇。聚酯多元醇的份额通常造成经固化组合物在低温下剧烈变脆，对于用作为在-35至85℃的温度范围内具有尽可能与温度不相关的机械行为的结构粘合剂来说，这是非常不希望的。
还优选地，第一组分不包含基于蓖麻油的多元醇。基于蓖麻油的多元醇以不希望的程度降低组合物的拉伸剪切强度。
聚氨酯组合物还可以包含加速羟基与异氰酸酯基团的反应的催化剂，特别是锡-、锌-、锆-和铋-有机金属催化剂，例如二月桂酸二丁基锡，或叔胺、脒或胍，例如1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷(DABCO)或1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯(DBU)。为了实现热活化，可以特别地使叔胺、脒或胍与苯酚或羧酸，特别是酚类或其它芳族羧酸可逆地形成盐或复合物，所述盐或复合物在升高温度时分解。
除了上述成分之外，聚氨酯组合物还可以包含如双组分聚氨酯化学领域的技术人员已知的其它成分。所述其它成分可以仅存在于一个组分中或存在于两个组分中。作为其它成分，可以特别存在溶剂，增塑剂和/或增量剂，填料例如特别是炭黑、白垩或层状硅酸盐，还有颜料，流变改性剂例如特别是无定形二氧化硅，干燥剂例如特别是沸石，增粘剂例如特别是三烷氧基硅烷，抵抗氧化、热、光辐射和UV辐射的稳定剂，阻燃物质，以及表面活性物质，特别是湿润剂和消泡剂。
优选作为其它成分的是无机和有机填料，例如特别是任选涂布有脂肪酸、特别是硬脂酸的天然、研磨或沉淀的碳酸钙，重晶石(沉晶石)，滑石，石英粉，石英砂，白云石，硅灰石，高岭土，煅烧高岭土，云母(钾-铝-硅酸盐)，分子筛，氧化铝，氢氧化铝，氢氧化镁，二氧化硅(包括来自热解过程的高分散性二氧化硅)，工业制得的炭黑，石墨，金属粉末例如铝、铜、铁、银或钢，PVC-粉末或空心球。
加入填料是有利的，因为由此升高经固化的聚氨酯组合物的强度。
优选地，聚氨酯组合物包含至少一种填料，所述填料选自碳酸钙、高岭土、重晶石、滑石、石英粉、白云石、硅灰石、高岭土、煅烧高岭土和云母。
作为其它成分，还可以特别存在溶剂，增塑剂和/或增量剂，颜料，流变改性剂例如特别是无定形二氧化硅，干燥剂例如特别是沸石，增粘剂例如特别是三烷氧基硅烷，抵抗氧化、热、光辐射和UV辐射的稳定剂，阻燃物质，以及表面活性物质特别是湿润剂和消泡剂。
优选的聚氨酯组合物包含第一组分，所述第一组分包含
－30至90重量％，特别是50至80重量％的二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3的总和，和
－10至70重量％，特别是20至40重量％的填料，
以及任选的其它成分。
优选地，聚氨酯组合物包含第二组分，所述第二组分包含90至100重量％、特别是95至100重量％的在室温下为液体形式的MDI。
第一和第二组分有利地这样配制，使得其以重量份计的混合比例在10:1至1:1、特别是7.5:1至2:1的范围内。
两种组分之间的混合比例优选使得在经混合的聚氨酯组合物中，在固化之前异氰酸酯基团数目和相对于异氰酸酯有反应性的基团的数目之间的比例大约在1.2至1、优选1.15至1.05的范围内。
两种组分的制备彼此分开地进行，并且至少对于第二组分，优选在排除水分条件下制备。两种组分通常分别储存在各自的容器中。聚氨酯组合物的其它成分可以作为第一或第二组分的成分存在，其中对异氰酸酯基团有反应性的其它成分优选为第一组分的成分。用于储存各个组分的合适的容器特别是桶、瓶、袋、斗、罐、料盒或管。两种组分均是储存稳定的，亦即其在使用之前可以保存数月至一年和更久，而不会在与其使用相关的程度上改变其各自性质。
两种组分在混合组合物之前彼此分开地储存并且在使用时才彼此混合或使用之前立即彼此混合。所述组分有利地存在于由两个彼此分开的室组成的包装中。
在另一个方面，本发明包括由具有两个彼此分开的室的包装组成的包装物，所述两个彼此分开的室分别包含组合物的第一组分或第二组分。
混合通常通过静态混合器或借助于动态混合器而进行。在混合时应注意，尽可能均匀地混合两种组分。当两种组分不完全混合时，出现与有利的混合比的局部偏差，这可能造成机械性能的劣化。
在第一组分与第二组分的异氰酸酯基团接触时通过化学反应开始固化。在此，存在的羟基和任选存在的其它相对于异氰酸酯基团有反应性的物质与存在的异氰酸酯基团反应。过量的异氰酸酯基团与存在的水分反应。所述反应的结果是聚氨酯组合物固化成固体材料。所述过程也被称为交联。
因此，本发明的另一个主题是通过如本文中描述的聚氨酯组合物的固化获得的经固化组合物。
所述双组分聚氨酯组合物有利地可用作结构粘合剂或用作灌注材料。
本发明因此还涉及用于粘合第一基材和第二基材的方法，所述方法包括如下步骤：
－混合上述第一和第二组分，
－将经混合的聚氨酯组合物施用至至少一个待粘合的基材表面上，
－在开放时间内接合待粘合的基材，
－使聚氨酯组合物固化。
在此两种基材可以由相同或不同的材料组成。
本发明因此还涉及用于填充两个基材之间的接缝和裂缝的方法，所述方法包括如下步骤：
－混合上述第一和第二组分，
－将经混合的聚氨酯组合物施用至接缝或裂缝中，
－使聚氨酯组合物固化。
在用于粘合或填充接缝和裂缝的这一方法中，合适的基材特别是
－玻璃，玻璃陶瓷，玻璃矿物纤维垫；
－金属和合金，例如铝、铁、钢和有色金属，以及经表面处理的金属和合金，例如镀锌或镀铬的金属；
－经涂布和经涂漆的基材，例如经粉末涂布的金属或合金和经涂漆的板材；
－塑料，例如聚氯乙烯(硬-和软-PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯-共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚酯、环氧树脂特别是环氧基热固性材料、聚氨酯(PUR)、聚甲醛(POM)、聚烯烃(PO)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、乙烯/丙烯-共聚物(EPM)和乙烯/丙烯/二烯-三元聚合物(EPDM)，其中所述塑料优选可以通过等离子体、电晕或火焰进行表面处理；
－纤维增强的塑料，例如碳纤维增强的塑料(CFK)、玻璃纤维增强的塑料(GFK)和片状模塑复合物(SMC)；
－木材、与树脂(例如酚树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木质材料、树脂-织物-复合材料和其它所谓的聚合物-复合物；以及
－混凝土、砂浆、瓦、石膏和天然石材例如花岗石、石灰岩和砂岩或大理石。
在所述方法中，一个或两个基材优选为金属或玻璃陶瓷或玻璃或玻璃纤维增强的塑料或碳纤维增强的塑料或环氧基热固性材料。
基材可在需要的情况下在施用组合物之前预处理。这种预处理包括特别是物理和/或化学清洗方法，以及施加增粘剂、增粘剂溶液或底漆。
通过所述用于粘合的方法产生其中组合物将两个基材彼此连接的制品。
特别地，所述制品尤其是轻型建筑结构的夹层元件，建筑物例如桥梁，工业品或消费品，特别是窗户，风力发电装置的转子叶片或者是交通工具，特别是车辆，优选是汽车、客车、卡车、轨道车辆或船舶，以及飞机或直升机；或者这类物品的部件。
所述聚氨酯组合物的特征在于在-35至85℃的宽温度范围内相当恒定的高的强度、可伸展性和弹性，和在金属基材上具有基本上与温度不相关的良好粘附性能。由于这些性能，所述聚氨酯组合物非常特别适合作为用于要求在户外的环境温度下粘合的结构粘合剂。
本发明的另一个主题因此是所述聚氨酯组合物作为结构粘合剂用于粘合两个基材的用途。
通过高的聚丁二烯多元醇A3份额，经固化的组合物非常疏水和斥水。这可以有利于材料的高的水蒸气扩散阻力。因此组合物特别还适合于其中应当粘合密封水蒸气敏感性组件如电子元件的粘合。
所述聚氨酯组合物同样可以有利地用作出于修补目的的灌注材料，特别是用作用于填充接缝和裂缝的灌注材料，用作压载流平材料(Ballastausgleichsmasse)或者用于保护电子元件。
聚氨酯组合物还优选用作灌注材料，特别是电子灌封材料(Elektrovergussmasse)。在另一个方面，本发明因此包括双组分聚氨酯组合物作为灌注材料，特别是作为电子灌封材料的用途。
根据本发明的聚氨酯组合物的用途的典型实例为电子灌封材料的领域。
在另一个方面，本发明因此包括用于填充基材中的接缝和裂缝的方法，所述方法包括如下步骤
a)混合如上所述的双组分聚氨酯组合物的第一组分和第二组分，
b)将经混合的聚氨酯组合物施用至两个基材之间的待搭接的接缝中或施用至基材表面上的待填充的裂缝中，
c)使接缝或裂缝中的聚氨酯组合物固化。
特别适合作为基材的是金属、塑料、木材、玻璃、陶瓷和纤维增强的塑料，特别是金属和纤维增强的塑料。
在另一个方面，本发明因此还包括根据上述方法填充的经填充制品。
实施例
所使用的物质：
聚氨酯组合物的制备
对于每种组合物，在排除水分的情况下借助真空溶解器将表1中给出的第一组分-1的成分以给定的量(以重量份表示)加工成均匀糊剂并且保存。同样地，加工表1中给出的第二组分-2的成分并且保存。然后借助于(DAC 150 FV，Hauschild)在30秒内将两种组分加工成均匀糊剂并且立即以如下方式进行检测：
为了确定机械性能，将粘合剂引入根据ISO 527第2部分1B的哑铃形模具中并且在23℃下储存或固化24h然后在80℃下储存或固化3h。在表2中给出的温度(-35℃或23℃或85℃)下的24h的调节时间之后，根据ISO 527在Zwick Z020拉伸试验机上在表中分别给出的温度下以50mm/min的测试速度测量所制得的样品在0.05至0.25％伸长范围内的弹性模量(“E-模量”)、拉伸强度和断裂伸长率。
为了测量拉伸剪切强度，制备多个样品，其中在混合时间结束之后1分钟将粘合剂分别以2mm的层厚度施涂在两个用庚烷除油污的KTL-涂漆的钢板之间和施涂在15x45mm的重叠的粘合面上。样品在23℃下储存或固化24h，然后在80℃下储存或固化3h。在表2中给出的温度(-35℃或23℃或85℃)下的24h的调节时间之后，根据DIN EN 1465确定拉伸剪切强度。
根据DMTA-测量使用Mettler DMA/SDTA 861e仪器在于标准气候(23℃，50％相对湿度)下固化7天的盘状样品(厚度2-3mm，直径10mm)上确定Tg-值(玻璃化转变点)。测量条件为：剪切测量，10Hz的激发频率和5K/min的加热速度。将样品冷却至-60℃并且加热至200℃从而确定复数剪切模量G*[MPa]，其中读取损失角“tanδ”曲线中的最大值作为Tg-值。
结果列于表2中。
表1中的数据A3/(A1+A2)、A1/A2和A4/(A1+A2)涉及各个组合物中存在的二元醇A1、A2、聚丁二烯多元醇A3和一元醇A4的重量比例。表1中的数据“多元醇的％A3”涉及以第一组分中存在的所有多元醇计的聚丁二烯多元醇A3的份额，用重量％表示。
Z-1至Z-4为根据本发明的实施例。Rf.1至Rf.6为对比实施例。
表1
表2“n.b.”表示“未确定”。

Claims (30)

1.由第一组分和第二组分组成的聚氨酯组合物，其中
－第一组分包含
－至少一种平均分子量在300至1000g/mol范围内的烷氧基化芳族二元醇A1，
－至少一种分子量在90至200g/mol范围内的脂族或脂环族二元醇A2，所述二元醇A2不是具有两个伯OH-基团的线性亚烷基二元醇，
－至少一种平均OH-官能度在2.1至2.9范围内并且平均分子量在2000至4000g/mol范围内的聚丁二烯多元醇A3，并且
－第二组分包含
－至少一种多异氰酸酯；
其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得
－重量比例A1/A2在0.1至1的范围内，
－重量比例A3/(A1+A2)在3至9的范围内，和
－以第一组分中存在的所有多元醇计，聚丁二烯多元醇A3的份额在65至90重量％的范围内；并且
第二组分包含不大于10重量％的具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物，以多异氰酸酯和具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物的总和计。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述聚丁二烯多元醇A3的平均OH-官能度在2.3至2.7范围内。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述聚丁二烯多元醇A3的平均分子量在2500至3000g/mol范围内。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得重量比例A1/A2在0.2至0.7的范围内。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得重量比例A1/A2在0.3至0.7的范围内。
6.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得重量比例A3/(A1+A2)在4至8的范围内。
7.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得重量比例A3/(A1+A2)在5至8的范围内。
8.根据权利要求1所述的聚氨酯组合物，其特征在于，其中所述二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3以这样的量存在，使得以第一组分中存在的所有多元醇计，聚丁二烯多元醇A3的份额在75至90重量％的范围内。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，烷氧基化芳族二元醇A1为丙氧基化双酚A或丙氧基化双酚F。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述烷氧基化芳族二元醇A1为丙氧基化双酚A。
11.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述脂族或脂环族二元醇A2选自1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-戊二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,2-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,2-辛二醇、3,6-辛二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、2,7-二甲基-3,6-辛二醇、1,4-环己二醇、1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇。
12.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第一组分额外包含分子量在140至340g/mol范围内的一元醇A4，其中一元醇A4以这样的量存在，使得重量比例A4/(A1+A2)在0.1至0.5的范围内。
13.根据权利要求12所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述一元醇A4以这样的量存在，使得重量比例A4/(A1+A2)在0.2至0.4的范围内。
14.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，多异氰酸酯为在室温下为液体形式的MDI。
15.根据权利要求14所述的聚氨酯组合物，其特征在于，多异氰酸酯为聚合MDI。
16.根据权利要求14所述的聚氨酯组合物，其特征在于，多异氰酸酯为具有低聚物或衍生物份额的MDI。
17.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第二组分不包含具有异氰酸酯基团的聚氨酯聚合物。
18.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第一组分不包含聚酯多元醇。
19.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第一组分不包含基于蓖麻油的多元醇。
20.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第一组分包含：
－30至90重量％的二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3的总和，和
－10至70重量％的填料，
以及任选的其它成分。
21.根据权利要求20所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述第一组分包含50至80重量％的二元醇A1、二元醇A2和聚丁二烯多元醇A3的总和。
22.根据权利要求20所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述第一组分包含20至40重量％的填料。
23.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第二组分包含90至100重量％的在室温下为液体形式的MDI。
24.根据权利要求23所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述第二组分包含95至100重量％的在室温下为液体形式的MDI。
25.根据权利要求1-8任一项所述的聚氨酯组合物，其特征在于，第一和第二组分之间的以重量份计的混合比例在10:1至1:1的范围内。
26.根据权利要求25所述的聚氨酯组合物，其特征在于，所述第一和第二组分之间的以重量份计的混合比例在7.5:1至2:1的范围内。
27.粘合第一基材和第二基材的方法，所述方法包括如下步骤：
－混合根据权利要求1至26任一项所述的聚氨酯组合物的第一和第二组分，
－将经混合的聚氨酯组合物施用至至少一个待粘合的基材表面上，
－在开放时间内接合待粘合的基材，
－使聚氨酯组合物固化。
28.通过根据权利要求27所述的方法形成的制品。
29.根据权利要求1至26任一项所述的聚氨酯组合物作为结构粘合剂用于粘合两个基材的用途。
30.填充基材中的接缝和裂缝的方法，所述方法包括如下步骤
a)混合根据权利要求1至26任一项所述的聚氨酯组合物的第一组分和第二组分，
b)将经混合的聚氨酯组合物施用至两个基材之间的待搭接的接缝中或施用至基材表面上的待填充的裂缝中，
c)使接缝或裂缝中的聚氨酯组合物固化。
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