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CN109642117B - 用于异氰酸酯和硅烷功能粘合剂的长开放时间水基底漆组合物 - Google Patents

用于异氰酸酯和硅烷功能粘合剂的长开放时间水基底漆组合物 Download PDF

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CN109642117B CN201780034528.2A CN201780034528A CN109642117B CN 109642117 B CN109642117 B CN 109642117B CN 201780034528 A CN201780034528 A CN 201780034528A CN 109642117 B CN109642117 B CN 109642117B
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Abstract

公开了一种组合物，其包含：a)一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；b)一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；和c)水；其中所述组合物适用作适用于含有具有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或两者的聚合物的粘合剂或涂料的底漆，所述组合物可包括一种或多种环氧烃基硅烷所述组合物可包括足量的一种或多种烷醇，以改善液体组分挥发离开基材表面。

Description

用于异氰酸酯和硅烷功能粘合剂的长开放时间水基底漆组 合物
技术领域
公开了一种适用作粘合促进剂的组合物，其用于将含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂粘结到基材，所述组合物表现出约90天或更久的开放时间。还公开了将所公开的组合物施加到基材的方法，包括其中组合物用于改善含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂与基材的粘合性的方法。
背景技术
在许多工业粘合剂粘结操作中，将粘合促进剂施加到表面以改善粘合剂与基材表面的粘结。典型的粘合促进剂溶解或分散在有机溶剂中。使用有机溶剂是因为许多有机溶剂具有低蒸气压并且在施加到基材后迅速挥发掉。在施加粘合剂之前需要除去溶剂以有助于粘合剂与基材的粘结。还选择有机溶剂是因为粘合促进组分通常可溶解或分散在有机溶剂中。使用有机溶剂可导致其释放到环境中。使用有机溶剂可能需要昂贵的通风和捕获设备，以降低不可接受的人体暴露或环境污染的风险。
由于上述原因，用水替代粘合促进体系中的有机溶剂存在相当大的压力。已知溶解或分散在水中的粘合促进剂；参见Gimvang美国专利公开2009/0108231和Braun等人美国专利公开2007/0187028。水的使用存在其自身的一系列问题，包括粘合促进剂的成分在水中的溶解度和水相对高的蒸气压的问题，这可导致水从基材表面缓慢蒸发。这种缓慢蒸发可能会减缓工业过程。期望尽可能快地运行所述过程。一些已知的方法需要特殊的分配器、复杂的配方或特殊的工艺条件。水基粘合促进剂可在某些表面上表现出差的润湿性。Schmatloch美国专利8,673,999提供了一种优异的水基底漆体系。尽管这种底漆体系取得了成功，但某些客户需要一种水基底漆体系，所述底漆体系可施加到基材并在施加底漆后90天或更久施加粘合剂时形成持久粘结。
所需要的是这样的一种组合物：不复杂，避免使用有机溶剂，可使用标准施加工艺和设备施加，适应标准工业加工速度，良好地润湿表面，环境友好并且具有90天的开放时间，当在底漆施加到基材后90天或更久施加粘合剂时，所述组合物与粘合剂形成持久粘结。还需要使用这类组合物促进粘合剂与表面的粘合性的方法。
发明内容
公开了一种组合物，其包含：a)一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；b)一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；和c)水；其中组合物适用作适用于含有具有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或两者的聚合物的粘合剂或涂料的底漆。组合物可制成浓缩物、运输并稀释使用。当在使用前运输和稀释时，组合物可包含：a)约10至约50重量％的一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；b)约0.1至约10重量％的一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；c)约40至约89.9重量％的水；其中重量百分比基于组合物的重量。该组合物可以可用的形式运输，其中水的量足以直接使用。当施加时，组合物可含有a)约1.5至约10重量％的一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；b)约0.1至约10重量％的一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；c)约20或40至约89.9重量％的水，其中重量百分比基于组合物的重量。组合物可包括d)一种或多种环氧烃基硅烷。d)一种或多种环氧烃基硅烷可以适于施加的组合物的约1.5至约10重量％的量存在。缩合物可由约30至70摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷和约30至70摩尔％的烯基烷氧基硅烷制备。组合物可包括足量的一种或多种烷醇，以改善液体组分挥发离开基材表面。
公开了一种试剂盒，其包含如本文所公开的组合物和包含含有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或其混合物的预聚物的粘合剂或涂料。
公开了一种方法，其包含：a)施加如本文所公开的组合物，和b)将施加的组合物从基材表面擦掉，或使组合物中的大部分水从基材表面蒸发掉。方法可进一步包括使基材(第一基材)与含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂和第二基材接触，其中将粘合剂施加到施加有组合物的第一基材的表面部分，并且粘合剂安置于第一基材和第二基材之间。方法可包括使粘合剂或涂料固化。
所公开的组合物促进基材表面与含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂或涂料的粘合性。所公开的组合物产生与当使用溶解在有机溶剂中的商业粘合促进剂时形成的粘结相当的粘结。组合物表现出在基材上优异的润湿特性和良好的水蒸发速率。组合物表现出90天或更久的开放时间。当在所公开的组合物施加到基材后10分钟将粘合剂施加到玻璃基并在23℃下在约650psi(4.58MPa)或更大的50％相对湿度下固化7天时，组合物促进表现出搭接剪切强度的粘结。
具体实施方式
本文中给出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉本发明、其原理和实际应用。本领域技术人员可以多种形式改编和应用本发明，因为它可能最适合于特定用途的要求。所阐述的本发明的具体实施例并非旨在穷举或限制本发明。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本公开的范围。如将从以下权利要求中获得的其它组合也是可能的，所述其它组合也通过引用并入本书面描述中。
所公开的组合物涉及用于促进基材与含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂或涂料的粘合性的独特溶液。溶液包含组合物，所述组合物包含：a)一种或多种氨基烃基的烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；b)一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；和c)水：其中组合物适用作适用于含有具有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或两者的聚合物的粘合剂或涂料的底漆。如本文所用的一种或多种意指所述组分中至少一个或多于一个可按所公开地使用。如相对于官能度使用的标称意指理论官能度，通常这可从所用成分的化学计量来计算。由于原料的缺陷、反应物的不完全转化和副产物的形成，实际官能度可能不同。在本上下文中的持久性意指固化后的组合物保持足够强以执行其设计的功能，其中固化的组合物是底漆、涂料或粘合剂。底漆有助于在结构的寿命或大部分寿命期间粘合剂与基材粘结在一起，并且在含有固化组合物的结构的寿命或大部分寿命期间粘合剂将基材保持在一起。底漆有助于在结构的寿命或大部分寿命期间涂料粘结到基材。作为该持久性的指标，底漆和可固化组合物(例如粘合剂)优选在加速老化期间表现出优异的结果。优选地，这意味着在一组与底漆和粘合剂粘结的基材暴露于热老化之后，快速刀粘合性或搭接剪切测试中的失效模式是内聚的，这意味着粘合剂在粘合剂与基材的粘结断裂之前断裂。杂原子是指氮、氧、硫和磷，更优选的杂原子包括氮和氧。如本文所用的烃基是指含有一个或多个碳原子主链和氢原子的基团，其可任选地含有一个或多个杂原子。在烃基含有杂原子的情况下，杂原子可形成本领域技术人员熟知的一种或多种官能团。烃基可含有脂环族、脂肪族、芳香族或这些链段的任何组合。脂肪族链段可是直链或支链的。脂肪族和脂环族链段可包括一个或多个双键和/或三键。包括在烃基中的是烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、环烯基、烷芳基和芳烷基。脂环族基团可含有环状部分和非环状部分。亚烃基是指具有多于一个化合价的烃基或所述亚组中的任何，如亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚环烷基、亚环烯基、亚烷芳基和亚芳烷基。除非另有说明，否则如本文所用的重量百分比或重量份是指或基于重量或底漆或粘合剂组合物。
组合物中使用的溶剂或分散剂是水。使用的水可是脱矿质的和去离子的。水的用量足以形成其它组分的稳定溶液或分散体。如本文所用的稳定是指组合物的其它组分不会从溶液中沉淀出来或与水形成分离相。组合物可稳定约3个月或更久、12个月或更久，或3年或更久。为了用作粘合促进剂，存在的水量是有助于组合物作为粘合促进剂的应用和使用的量。当准备使用时，水可存在于组合物中，并且以基于组合物的重量约20.0重量％或更大、基于组合物的重量约40.0重量％或更大、约60.0重量％或更大或约64.0重量％或更大的量使用。当准备使用时，水可存在于组合物中，并且以基于组合物的重量约89.9重量％或更小、更优选约85重量％或更小并且最优选80重量％或更小的量使用。为了降低运输成本，可以浓缩物的形式制备组合物，所述浓缩物可稀释至上述浓度以供使用。
所公开的组合物包含一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物。将缩合物加入到所公开的组合物中以改善基材与具有异氰酸酯和/或烷氧基硅烷官能团的粘合剂或涂料之间的粘合性。缩合物还起到改善所公开组合物稳定性的作用。稳定性意味着组分在溶液或分散体中保持长达3年或更久。氨基烃基烷氧基硅烷是具有一个或多个烷氧基硅烷基和具有安置在烷氧基硅烷基和胺基之间的至少一个亚烃基部分的一种或多种胺的化合物。亚烃基可是亚烷基或亚环烷基，或可是亚烷基。亚烃基可是C1-20亚烃基。亚烷基可是C1-20亚烷基或C1-4亚烷基。亚烷基可是亚乙基或亚丙基。亚烷基可是亚丙基。胺可是伯胺或仲胺，并且可具有与胺氮键合的烃基。胺氮上的示例性烃基可是C1-20烃基；C1-20烷基、环己基和苯基；C1-4烷基；或甲基或乙基。烷氧基硅烷基是具有与一至三个烷氧基；两个或三个烷氧基；或三个烷氧基键合的硅原子的基团。烷氧基部分上的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基；或甲基。烷氧基硅烷基可具有1或2个与硅原子键合的烷基。与硅原子键合的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基；或甲基。氨基烃基烷氧基硅烷可包含与单个氨基键合的两个亚烃基烷氧基硅烷，例如氨基双(亚烃基烷氧基硅烷)。烃基或亚烃基可含有一个或多个杂原子或含杂原子的基团，其不干扰氨基-烃基烷氧基硅烷的期望功能，例如醚键、酮基、羧氧基、氨基、氨基甲酸酯基等。
氨基烃基烷氧基硅烷可对应于式1或2中的一个：
Figure GDA0001889307580000071
氨基C1-4烷基烷氧基硅烷可对应于式3或4：
Figure GDA0001889307580000072
C1-4烷基烷氧基硅烷的示例性类别包括氨基C1-4烷基二或三甲氧基乙氧基硅烷或氨基丙基二或三甲氧基或乙氧基硅烷。
示例性氨基烃基烷氧基硅烷包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基-二甲氧基甲基硅烷、3-氨基-2-甲基丙基-三甲氧基硅烷、4-氨基丁基-三甲氧基硅烷、4-氨基丁基二甲氧基甲基硅烷、4-氨基-3-甲基丁基-三甲氧基硅烷、4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3,3-二甲基丁基二甲氧基甲基硅烷、2-氨基乙基三甲氧基硅烷、2-氨基-乙基二甲氧基甲基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基-二甲氧基-甲基硅烷、氨基甲基甲氧基二甲基硅烷、N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基-硅烷、N-乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-丁基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-环己基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-甲基-3-氨基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基-3-氨基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、N-乙基-3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、N-苯基-4-氨基丁基三甲氧基硅烷、N-苯基氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、N-环己基氨基甲基二甲氧基甲基硅烷其中、N-甲基氨基甲基二甲氧基-甲基硅烷、N-乙基-氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、N-丙基氨基甲基-二甲氧基甲基硅烷、N-丁基氨基甲基二甲氧基甲基硅烷及其混合物。示例性氨基烃基烷氧基硅烷包括氨基丙基二甲氧基硅烷、氨丙基二乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷。
一种或多种烯基烷氧基硅烷可是含有具有与硅原子键合的烯基的烷氧基硅烷基、具有两个或更多个碳原子和一个或多个双键的基团的任何化合物。双键可在碳链内部，也可位于末端碳原子上；并且双键可位于末端碳原子上。烯基烷氧基硅烷可具有安置在烯基和硅原子之间或安置在烯基内的一个或多个杂原子。杂原子可形成含杂原子的官能团，如醚键、羰基、羰氧基等。含有杂原子的烯基烷氧基硅烷包括烯氧基烷氧基硅烷、烯基酮烷氧基硅烷和烷氧基硅烷的烯基酯。烷氧基硅烷的烯基酯包括烷基烷氧基硅烷的丙烯酸酯。烯基可直接键合到烷氧基硅烷基的硅原子。一种或多种烯基烷氧基硅烷可是乙烯基二或三甲氧基硅烷。烯基烷氧基硅烷上的烯基可是乙烯基、烯丙基、丁烯基如3-丁烯基、戊烯基、己烯基、乙基己烯基、庚烯基、辛烯基、环己烯基-C1至C8-亚烷基，例如环己烯基-2-亚乙基，如3″-环己烯基-2-亚乙基，和/或环己二烯基-C1至C8-亚烷基，如环己二烯基-2-亚乙基。烯基烷氧基硅烷上的烯基可是乙烯基、烯丙基、丁烯基如3-丁烯基、5-己烯基、6-庚烯基、7-辛烯基、8-壬烯基、9-癸烯基或10-十一碳烯基。
一种或多种烯基烷氧基硅烷可对应于式5：
Figure GDA0001889307580000091
在烯基键合到烷氧基硅烷基的硅原子的情况下，一种或多种烯基烷氧基硅烷可对应于式6：
Figure GDA0001889307580000092
在烯基烷氧基硅烷包含烷基烷氧基硅烷的丙烯酸酯的情况下，这类化合物可对应于式7：
Figure GDA0001889307580000093
包括烷基烷氧基硅烷的丙烯酸酯的末端烯基烷氧基硅烷可对应于式8：
Figure GDA0001889307580000094
末端烯基烷氧基硅烷可对应于9：
Figure GDA0001889307580000101
所形成的缩合物可对应于式10或11中的一个：
Figure GDA0001889307580000102
所形成的缩合物可对应于式12或13中的一个：
Figure GDA0001889307580000103
一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和烯基烷氧基硅烷的缩合物可包含约30摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更多、约40摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更多，或约45摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更多。一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和烯基烷氧基硅烷的缩合物可包含约70摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更少、约60摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更少，或约55摩尔％的氨基烃基烷氧基硅烷或更少。一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物可包含约30％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更多、约40％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更多，或约45％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更多。一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物可包含约70％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更少、约60％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更少，或约55％摩尔的烯基烷氧基硅烷或更少。一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的摩尔百分比可组合为100。氨基烃基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基中的一个可与烯基烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基进行硅烷醇缩合根据摩尔比，缩合物可含有一些未反应的氨基烃基烷氧基硅烷或烯基烷氧基硅烷。
缩合物可通过已知的硅烷醇缩合方法制备。硅烷醇缩合在暴露于大气湿气或水时进行。在没有催化剂和/或热的情况下，这是相对缓慢的固化机理。硅烷醇缩合可通过酸、碱或有机金属催化剂催化，如下文关于粘合剂体系所述。硅烷醇缩合催化剂如锡催化剂在本领域中是众所周知的，参见U.S.2002/0100550，第[0042]段，其通过引用并入本文。起始化合物可暴露于加速硅烷醇缩合的温度。硅烷醇缩合加速的温度，如40℃或更高、50℃或更高或80℃或更低或70℃或更低。反应混合物中催化剂的量可是约0.01重量％或更大、约0.1重量％或更大或约0.2重量％或更大，且约5重量％或更小、约1.0重量％或更小、约0.5重量％或约0.4重量％或更小。一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和烯基烷氧基硅烷可在3.5至4.0摩尔的水中以约一比一摩尔比接触。将混合物加热至约45℃至约50℃。反应是放热的，混合物温度可升至约55℃。反应在约1.5至2.5小时内完成。缩合物可进一步用水稀释。在缩合后，所得缩合物在水中的混合物用酸调节pH，如通过羧酸，例如甲酸，和乙酸，或无机酸如HCl、H3PO4和H2SO4、HNO3等。可向混合物中加入一种或多种非离子表面活性剂以增强在水中形成的缩合物的溶解度。非离子表面活性剂可以约0.2重量％或更大或约1重量％或更大的量存在。非离子表面活性剂可以约3.0重量％或更小或约2重量％或更小的量存在。可将所得混合物的pH调节到约4.5至约5.5。
向所公开的组合物中加入足量的缩合物以改善基材和具有异氰酸酯和/或烷氧基硅烷官能团的粘合剂或涂料之间的粘合性，并改善所公开组合物的稳定性。缩合物可以包含缩合物的固体形式加入。缩合物可以水溶液的形式加入，其中溶液是制备缩合物的方法的所得产物。该混合物的缩合物含量可为约15重量％或更大或16重量％或更大。该混合物的缩合物含量可为约20重量％或更小或18重量％或更小。作为制备缩合物的方法的产物，基于组合物重量，缩合物水和其它成分的混合物可以约10重量％或更大；约15重量％或更大的量存在。作为制备缩合物的方法的产物，基于组合物的重量，缩合物水和其它成分的混合物可以约50重量％或更小；约40重量％或更小或约30重量％或更小的量存在。缩合物可以1.0重量％或更大、1.5重量％或更大或2.0重量％或更大的量存在于底漆组合物中。缩合物可以10重量％或更小、8重量％或更小或6重量％或更小的量存在于底漆组合物中。
组合物包括一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷，其增强基材与具有异氰酸酯官能团烷氧基硅烷官能团或两者的涂料或粘合剂的粘合性。可在组合物中使用任何增强基材与具有异氰酸酯官能团烷氧基硅烷官能团或两者的涂料或粘合剂的粘合性的巯基烃基烷氧基硅烷。巯基烃基烷氧基硅烷含有与亚烃基键合的巯基，所述亚烃基进一步与烷氧基硅烷基键合。亚烃基可是亚烷基或亚环烷基，或可是亚烷基。亚烃基可是C1-20亚烃基。亚烷基可是C1-20亚烷基或C1-4亚烷基。亚烷基可是亚乙基或亚丙基。亚烷基可是亚丙基。烷氧基硅烷基是具有与一至三个烷氧基；两个或三个烷氧基；或三个烷氧基键合的硅原子的基团。烷氧基部分上的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基；或甲基。烷氧基硅烷基可具有1或2个与硅原子键合的烷基。与硅原子键合的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基。与硅原子键合的烷基可是甲基。示例性巯基烃基烷氧基硅烷包括巯基C1-4烷基二或三甲氧基硅烷或巯基丙基二或三甲氧基硅烷。巯基烃基烷氧基硅烷可对应于式14：
Figure GDA0001889307580000131
巯基C1-4烷基二或三甲氧基硅烷可对应于式15：
Figure GDA0001889307580000132
一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷以足够的量存在，以改善具有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或两者的涂料或粘合剂与基材的粘合性。基于组合物的重量，巯基烃基烷氧基硅烷可以约0.1重量％或更大；约0.15重量％或更大或约0.3重量％或更大的量存在于底漆组合物中。基于组合物的重量，巯基烃基烷氧基硅烷可以约10重量％或更小；约3.0重量％或更小或约2.0重量％或更小的量存在于底漆组合物中。
所公开的组合物可包括一种或多种环氧烃基烷氧基硅烷。可使用任何改善具有异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或两者的涂料或粘合剂与基材的粘合性的环氧烃基烷氧基硅烷。环氧烃基烷氧基硅烷含有与亚烃基键合的缩水甘油氧基，所述亚烃基进一步与烷氧基硅烷基键合。亚烃基可是亚烷基或亚环烷基，或可是亚烷基。亚烃基可是C1-20亚烃基。亚烷基可是C1-20亚烷基或C1-4亚烷基。亚烷基可是亚乙基或亚丙基。亚烷基可是亚丙基。烷氧基硅烷基是具有与一至三个烷氧基；两个或三个烷氧基；或三个烷氧基键合的硅原子的基团。烷氧基部分上的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基；或甲基。烷氧基硅烷基可具有1或2个与硅原子键合的烷基。与硅原子键合的烷基可是C1-4烷基；乙基或甲基；或甲基。示例性环氧烃基硅烷包括缩水甘油基C1-4烷基烷氧基硅烷，如缩水甘油基C1-4烷基二或三甲氧基硅烷或缩水甘油基丙基二或三甲氧基硅烷。示例性环氧烃基烷氧基硅烷包括环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷和(3-环氧丙氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷。环氧烃基烷氧基硅烷可对应于式16：2]
Figure GDA0001889307580000141
缩水甘油基C1-4烷基烷氧基硅烷可对应于式17：
Figure GDA0001889307580000142
环氧烃基烷氧基硅烷可以足以改善涂料或粘合剂与基材的粘合性的量存在。基于组合物的重量，环氧烃基烷氧基硅烷可以约0.1重量％或更大；约0.15重量％或更大或约0.3重量％或更大的量存在于底漆组合物中。基于组合物的重量，环氧烃基烷氧基硅烷可以约10重量％或更小；约3.0重量％或更小或约1.0重量％或更小的量存在于底漆组合物中。
在上文提供的式中，变量可如下文所述。R1在每次出现时分别为C1-20亚烃基。R2在每次出现时分别为氢或C1-20烃基。R3可在每次出现时分别为C1-4烷基。R4在每次出现时分别为C1-4烷基。R5在每次出现时分别为C2-20烯基；C2-10烯基、C2-4烯基；其中双键可在内部或在末端碳原子上；双键可在末端碳原子上。a在每次出现时分别为1或2。b在每次出现时分别为1或2；前提条件是a+b＝3。w在每次出现时分别为0或1。x在每次出现时分别为1至4的整数。y在每次出现时分别为1至3的整数。z在每次出现时分别为0至2的整数，条件是z＝3-y。R1可是C1-4亚烷基，亚丙基或亚乙基或亚丙基。R2可是氢或C1-20烷基，环己基或苯基；氢或C1-4烷基，或甲基或乙基。R3可是乙基或甲基，或可是甲基。R4可是乙基或甲基，或可是甲基。x可是2或3或可是3。y可是2或3或者可是3。z可是0。
所公开的组合物可制备成浓缩物，其含水量低于使用所需的水量以允许有效的运输。浓缩物可稳定约3年或更久。在使用之前，可使浓缩物与足量的水接触以制备具有所需浓度的组分的组合物。可通过某种形式的搅拌或搅拌使水与浓缩物接触。
底漆组合物可包括烷醇，其在施加到基材表面后增强液体组分的挥发。可使用任何在施加到基材表面后增强液体组分挥发的烷醇。示例性烷醇包括C1-4烷醇，如甲醇、乙醇、丙醇(直链或支链)或丁醇(直链或支链)。组合物可含有乙醇或丙醇。组合物可含有异丙醇。基于组合物的重量，烷醇可以约10重量％或更大；约20重量％或更大或约25重量％或更大的量存在于底漆组合物中。基于组合物的重量，烷醇可以约45重量％或更小；约40重量％或更小或约35重量％或更小的量存在于底漆组合物中。
组合物可包括一种或多种非离子表面活性剂，以增强固体组分在水或水烷醇混合物中的溶解度。任何增强固体组分在水或水烷醇混合物中的溶解度的非离子表面活性剂都可用于底漆组合物中。如本文所用的表述“非离子表面活性剂”是指不离解的表面活性剂。分子是不带电荷的。非离子表面活性剂的亲水基团可是聚合的环氧烷烃，如环氧乙烷和/或环氧丙烷(通常为10至100单位长度的水溶性聚醚)。非离子表面活性剂包括醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、苯酚乙氧基化物、酰胺乙氧基化物、甘油乙氧基化物(大豆油和蓖麻油乙氧基化物)、脂肪酸乙氧基化物和脂肪胺乙氧基化物。其它重要的非离子表面活性剂是其中亲水基团是糖(多糖)的烷基糖苷。示例性非离子表面活性剂包括聚氧乙烯脱水山梨糖醇表面活性剂，烷氧基化的(主要是乙氧基化的和/或丙氧基化的)表面活性剂，其中乙氧基化度为5至15。基于组合物的重量，非离子表面活性剂可以约0重量％或更大；约0.01重量％或更大，或约.02重量％或更大的量存在于底漆组合物中。基于组合物的重量，非离子表面活性剂可以约1重量％或更小；约0.5重量％或更小，或约0.2重量％或更小的量存在于底漆组合物中。基于组合物的重量，非离子表面活性剂可以约0重量％或更大；约0.01重量％或更大，或约0.1重量％或更大的量存在于浓缩物中。基于组合物的重量，非离子表面活性剂可以约1.0重量％或更小；约0.6重量％或更小，或约0.4重量％或更小的量存在于浓缩物中。
组合物可包括在被紫外光照射时发荧光的组分。荧光组分可容易地从许多来源获得，例如威斯康星州密尔沃基的奥尔德里奇化工有限公司(AldrichChemical Co.,Milwaukee,Wis)。作为具体实例，荧光组分可是Uvitex OB牌荧光剂，可从纽约州塔里敦的汽巴精化(Ciba Specialty Chemicals,Tarrytown,N.Y.)(美国)获得。添加到组合物中的荧光剂的量必须足以使当窗户用紫外光照射时用组合物处理的窗户的区域是明显的。替代地，组合物可含有染料以使底漆的使用者能够看到组合物沉积的位置。示例性染料包括来自翡翠性能材料(Emerald Performance Materials)的Black ShieldTM分散体。
组合物可包括稳定量的有机亚磷酸酯。有机亚磷酸酯可足够的量存在，以增强粘合剂组合物与基材表面的粘结的持久性。至少一个磷原子可与氧原子键合，所述氧原子与芳香族部分键合，如苯基。至少一个磷原子可与键合到烷基部分的氧原子键合。至少一个磷原子通过氧部分与芳香族部分和烷基部分键合。有机亚磷酸酯可是亚磷酸酯，其中亚磷酸酯上的配体包含一个具有至少一个脂肪族部分的配体和一个具有至少一个芳香族部分的配体或包含至少一个具有芳香族和脂肪族结构的配体；即烷芳基。在本文中使用的配体是指与结合到亚磷酸酯的磷原子上的氧结合的基团。示例性有机亚磷酸酯是聚(二丙二醇)苯基亚磷酸酯(可以商标和名称DOVERPHOS 12从多弗化学公司(Dover ChemicalCorporation获得))、四异癸基-4,4'-异亚丙基二亚磷酸酯(可以商标和名称DOVERPHOS675从多弗化学公司获得)和苯基二异癸基亚磷酸酯(可以商标和名称DOVERPHOS 7从多弗化学公司获得)。基于组合物的重量，有机亚磷酸酯可以约0.1重量份或更大或约0.2重量份或更大的量存在于组合物中。基于组合物的重量，有机亚磷酸酯可以约1.0重量份或更小或约0.5重量份或更小的量存在于组合物中。
组合物可包括光稳定剂。可使用任何有助于体系在其所粘结的结构的寿命的大部分期间保持与基材的持久粘结的光稳定剂。优选的光稳定剂是受阻胺光稳定剂。受阻胺光稳定剂通常包括可从汽巴嘉基(Ciba Geigy)获得的那些，如Tinuvin 144，正丁基-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)双-(1,2,2,6-五甲基-4-哌啶基)丙二酸酯；Tinuvin 622，含4-羟基-2,2,6,6,-四甲基-1-哌啶乙醇的琥珀酸二甲酯聚合物；Tinuvin 77，双(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；Tinuvin 123，双-(1-辛氧基-2,2,6,6,四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、Tinuvin 765，双(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；Chimassorb 944聚[[6-[1,1,3,3-四甲基-丁基]氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基]-1,6-己二基[(2,2,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]])，和购自氰特(Cytec)的Cyasorb UV-5001,5-二氧螺(5,5)十一烷3,3-二甲酸、双(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基)酯；Cyasorb UV-3581，3-十二烷基-1-(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基-吡咯烷-2,5-二酮)和Cyasorb UV-3346，聚[(6-吗啉-s-三嗪-2,4-二基)[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]亚氨基]-六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]。更优选的受阻轻胺稳定剂包括Tinuvin 1,2,3双-(1-辛氧基-2,2,6,6,四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和Tinuvin 765，双(1,2,2,6,6,-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。可使用足够量的光稳定剂以增强与基材的粘结持久性。光稳定剂可以基于组合物的重量约0.1重量份或更大，基于组合物的重量约0.2重量份或更大或约0.3重量份或更大的量使用。基于组合物的重量，存在的光稳定剂的量可为约3重量份或更小、约2重量份或更小或约1重量份或更小。
组合物可包括紫外光吸收剂。可使用任何增强粘合剂与基材粘结的持久性的紫外光吸收剂。示例性类别的UV光吸收剂包括二苯甲酮和苯并三唑。示例性UV光吸收剂包括来自汽巴嘉基的那些，如Tinuvin P，2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)-苯并三唑；Tinuvin 326，2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚；Tinuvin 213聚(氧-1,2-乙二基),(α,(3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)-ω-羟基；聚(氧-1,2-乙二基),(α,(3-(3-(AH-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙基)-ω-(α,(3-(3-(2H-苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代-丙基)；Tinuvin 327，2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯酚)-5-氯苯并三唑；Tinuvin 571，2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，支链和直连的；Tinuvin328，2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基丙基)苯酚和来自氰特的如Cyasorb UV-9,2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮；Cyasorb UV-24，2,2'-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮；CyasorbUV-1164，-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚；Cyasorb UV-2337，2-(2'-羟基-3'-5'-二叔戊基苯基)苯并三唑；Cyasorb UV-2908，3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸，十六烷基酯；Cyasorb UV-5337，2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑；Cyasorb UV-531，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；和Cyasorb UV-3638，2,2-(1,4-亚苯基)双[4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮]。更优选的UV光吸收剂包括Cyasorb UV-5312-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和Tinuvin 571 2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，支链和直链的。UV光吸收剂可以足够的量使用，以增强粘合剂与基材的粘结的持久性。基于组合物的重量，UV吸收剂可以约0.1重量份或更大、约0.2重量份或更大或约0.3重量份或更大的量使用。基于组合物的重量，UV光抑制剂以约3重量份或更小、约2重量份或更小或约1重量份或更小的量使用。
在使得形成稳定的均匀组合物的条件下将组合物的组分在水中共混。可将组合物制备成具有如上所述的用于最终应用的组分浓度。如本文关于组合物使用的稳定意指当在20℃至30℃的环境温度下储存6个月或更久、约3年或更久或长达3.5年的时间时，组分在溶液中保持三个月或更久的时间。这在本领域中也称为组合物的保质期。
公开了一种试剂盒，其包含前文所述的底漆组合物和包含含有异氰酸酯官能团、硅烷(烷氧基硅烷基)基团或其混合物的预聚物的粘合剂或涂料。粘合剂可是任何已知的适用于将基材粘结在一起(如将窗户粘结到结构)的粘合剂。涂料可是保护或改善基材外观的任何涂料。粘合剂或涂料可含有含有异氰酸酯官能团的预聚物，并且预聚物可进一步含有硅烷官能团，或者粘合剂或涂料可进一步含有含硅烷官能团的化合物。所公开的体系可使用任何设计用于粘结到无孔表面如金属、经涂布塑料和/或玻璃的异氰酸酯官能粘合剂。适用的粘合剂体系的实例公开于美国专利第4,374,237号、美国专利第4,687,533号、美国专利第4,780,520号、美国专利第5,063,269号、美国专利第5,623,044号、美国专利第5,603,798号、美国专利第5,852,137号、美国专利第5,976,305号、美国专利第5,852,137号、美国专利第6,512,033号，相关部分通过引用并入本文。可用于本文的商业粘合剂的实例是可从陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)获得的BETASEALTM15630、15625、16605、1910、1925、1948、1900粘合剂。可从依多科(Eftec)获得的EFBONDTM挡风玻璃粘合剂、可从优科豪马橡胶公司(Yokohama Rubber Company)获得的WS 151TM、WSTM212粘合剂和可从西卡公司(Sika Corporation)获得的SIKAFLEXTM粘合剂。
多异氰酸酯官能粘合剂可包含具有异氰酸酯官能团的预聚物、用于固化预聚物的催化剂和本领域技术人员熟知的其它添加剂。预聚物可是在异氰酸酯官能粘合剂组合物中使用常规的预聚物。预聚物可与具有硅烷(硅烷氧基)官能团的化合物或聚合物共混。预聚物可含有硅烷官能团以及异氰酸酯官能团。具有硅烷官能团的预聚物可用作完整预聚物，或者它可与不具有硅烷官能团的预聚物共混。异氰酸酯官能预聚物可足够的量存在，使得粘合剂能够将第一基材(如玻璃或经涂布塑料)粘结到所需的第二基材(如金属、塑料、玻璃纤维或复合材料)。基于粘合剂组合物的重量，异氰酸酯官能预聚物可以约20重量份或更大、约30重量份或更大或约40重量份或更大的量存在。基于粘合剂组合物的重量，异氰酸酯官能预聚物可以约99.8重量份或更小、约98重量份或更小或约85重量份或更小的量存在。
希望在粘合剂中具有某种形式的硅烷。在粘合剂配方中包括硅烷官能团的示例性方法公开于Wu等人的美国专利第6,512,033号第5栏第38行至第7栏第27行；美国专利第5,623,044号；美国专利第4,374,237号；美国专利第4,345,053号和美国专利第4,625,012号，相关部分通过引用并入本文。存在的硅烷的量是增强粘合剂与基材表面的粘合性的量。基于粘合剂的重量，存在的硅烷的量可为约0.1重量份或更大，或约0.5重量份或更大。所用硅烷的量可为约10重量份或更小，或约2.0重量份或更小。粘合剂可含有催化剂，所述催化剂催化异氰酸酯部分与水或本领域技术人员已知的含活性氢的化合物的反应。示例性催化剂是有机锡化合物、金属链烷酸酯和叔胺，如二吗啉代二烷基醚。基于粘合剂的重量，有机锡催化剂可以约1.0重量份或更小、约0.5重量份或更小或约0.1重量份或更小的量存在。基于粘合剂的重量，叔胺可以基于粘合剂约0.01重量份或更大、约0.05重量份或更大、约0.1重量份或更大或约0.2重量份或更大且约2.0重量份或更小、约1.75重量份或更小、约1.0重量份或更小或约0.4重量份或更小的量使用。粘合剂组合物可进一步包含稳定量的如上所述的有机亚磷酸酯。
粘合剂组合物可含有具有柔性主链并具有能够硅烷醇缩合的硅烷部分的聚合物。在示例性聚合物主链中有聚醚、聚氨酯、聚烯烃等；聚醚和聚氨酯；或聚醚。这类粘合剂组合物的实例公开在Mahdi，U.S.2002/0100550 A1中。聚合物可是具有能够硅烷醇缩合的硅烷(烷氧基硅烷基)部分的聚醚。适用的聚合物公开在以下中：Yukimoto等人，美国专利第4,906,707号；Iwakiri等人，美国专利第5,342,914号；Yukimoto，美国专利第5,063,270号；Yukimoto等人，美国专利第5,011,900号；或Suzuki等人，美国专利第5,650,467号，均通过引用并入本文。聚合物可是每分子含有至少一个反应性硅基团的氧化烯聚合物。术语“反应性硅基团”或“能够硅烷醇缩合的反应性硅烷”是指含硅基团，其中可水解基团或羟基与硅原子键合并且可通过硅烷醇缩合反应交联。可水解基团没有特别限制，且选自常规的可水解基团。用于粘合剂组合物中的柔性聚合物可是硅烷基封端的预聚物，其通过在使得多元醇的羟基部分与异氰酸酯基硅烷的异氰酸酯部分反应以便将末端硅烷部分放置在多元醇上的条件下，使如本文所述的多元醇与具有至少一个已键合可水解部分的硅烷部分的异氰酸酯基硅烷接触而制备，可在不添加催化剂的情况下进行接触。聚合物可是具有可水解硅烷基团的聚氨酯基主链。这类材料在Chang的美国专利第4,622,369号和Pohl的美国专利第4,645,816号中公开，相关部分通过引用并入。主链可是具有与其结合的硅部分的柔性聚合物如聚醚或聚烯烃。具有不饱和度的柔性聚合物可与具有与硅结合的氢或羟基部分的化合物反应，其中硅部分也具有一个或多个具有不饱和度的碳链。硅化合物可通过氢化硅烷化反应在不饱和点加入聚合物中。该反应描述于Kawakubo的美国专利第4,788,254号，第12栏，第38至61行；美国专利第3,971,751号；第5,223,597号；第4,923,927号；第5,409,995号和第5,567,833号中；通过引用并入本文。所制备的聚合物可在氢化硅烷化交联剂和氢化硅烷化催化剂的存在下交联，如美国专利第5,567,833号第17栏第31至57行和美国专利第5,409,995号中所述，通过引用并入本文。预聚物以足够的量存在于粘合剂组合物中，使得粘合剂能够将玻璃或经涂布塑料粘结到另一种基材，如金属、塑料、复合材料或玻璃纤维。基于粘合剂的重量，预聚物可以约30重量％或更大、约40重量％或更大、约45重量％或更大或约50重量％或更大的量存在。基于粘合剂的重量，预聚物可以约99.8重量％或更小或约85重量％或更小的量存在。含有硅烷氧基(硅烷)官能团的粘合剂组合物进一步包含一种或多种催化硅烷醇缩合反应的本领域技术人员已知的催化剂。示例性催化剂是本领域熟知的锡催化剂，参见U.S.2002/0100550，第[0043]段，其通过引用并入本文。基于100重量份的组合物，粘合剂配方中催化剂的量可是约0.01重量份或更大、约0.1重量份或更大、约0.2重量份或更大、约5重量份或更小、约1.0重量份或更小、0.5重量份或更小或约0.4重量份或更小。含硅烷的粘合剂可进一步包含本领域技术人员已知的添加剂，包括上文关于基于异氰酸酯预聚物的粘合剂组合物所述的那些。
公开了一种方法，其包含：a)将所公开的底漆组合物施加到基材表面；b)将施加的底漆组合物从基材表面擦掉或使组合物中的大部分水从基材表面蒸发掉。可通过本领域熟知的任何方法施用组合物。它可通过喷涂、刷涂、滚涂或将含有所述组合物的吸收性材料(例如布)施加到将要施加粘合剂的基材表面使得足够量的组合物施加到表面来手动地施加。组合物可使用吸收性材料如毛毡或海绵涂敷器、底漆棒用手施加，或使用如以下的机器来自动施加：由例如德国克拉斯的德国诺信有限责任公司(Nordson Deutschland GmbH,Erkrath,Germany)提供的自动化毡涂敷器或由例如德国Bretten-
Figure GDA0001889307580000251
的德国苏科有限责任公司(SCA Schucker GmbH,Bretten-
Figure GDA0001889307580000252
)提供的自动化喷涂施加设备或与由俄亥俄州阿默斯特的诺信公司(Nordson Corporation,Amherst,Ohio.)提供的自动化底漆分配涂敷器一起使用的可从密歇根州罗切斯特山的美国法那科机器人(FanucRobotics America,of Rochester Hills,Mich.)获得的M710I机器人系统。可施加底漆组合物并使水和/或烷醇从基材表面蒸发掉。可在施加有组合物的基材上擦拭如上所述的吸收性材料。这导致除去水并在基材表面上留下一些其它组分。该方法可进一步包含使第一基材与含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂和第二基材接触，其中将粘合剂施加到施加有组合物的第一基材的表面部分上，并且粘合剂安置在第一基材和第二基材之间。在允许水和/或烷醇蒸发掉的情况下，可在足够的时间之后施加粘合剂，使得粘合剂持久地粘结到基材的表面。替代地，可使施加的组合物经受固化条件以在基材上形成涂层，暴露于固化温度，用于固化的催化剂和/固化剂。闪蒸时间，即水和/或烷醇被蒸发掉的时间，可是至少约60秒、至少约20秒或至少约10秒。底漆组合物可在施用后和施用粘合剂之前增强粘合性达7天或更久、，更优选30天或更久，或90天或更久。
所公开的体系用于将多孔和无孔基材粘结在一起。将粘合剂施加到基材，然后使第一基材上的粘合剂与第二基材接触。一个基材可是玻璃，另一基材可是塑料、金属，玻璃纤维或复合材料基材(例如固化的片状模塑化合物)，其可任选地被涂漆。然后将粘合剂暴露于固化条件。该体系可用于将涂有耐磨涂层的玻璃或塑料粘结到其它基材如金属或塑料。涂有耐磨涂层的塑料可是任何透明的塑料，例如聚碳酸酯、丙烯酸树脂、氢化聚苯乙烯或苯乙烯含量大于50％的氢化苯乙烯共轭二烯嵌段共聚物。涂层可包括任何耐磨的涂层，例如聚硅氧烷涂层。涂层可具有紫外着色的遮光添加剂。玻璃或塑料窗可具有不透明涂层，所述涂层安置在与粘合剂接触的区域中，以阻挡UV光到达粘合剂。玻璃或塑料窗可具有安置在玻璃表面的一部分上的陶瓷搪瓷或有机玻璃料。玻璃或塑料可是扁平的或成形的。包括在成形玻璃或塑料中的是具有弯曲表面的玻璃或塑料玻璃或塑料可用作窗户，并且陶瓷搪瓷或有机玻璃料位于玻璃或塑料的周边，使得它能够阻挡光透射以防止它接触粘合剂。周边上的玻璃料还隐藏安置在窗户周围的装饰部件。玻璃或塑料可用作窗户并可用作汽车中的窗户。第二基材可是窗框或适于将窗户保持在适当位置的车辆的凸缘。
将玻璃或塑料如窗户粘结到基材的方法可包含沿着其上具有底漆组合物且待粘结到结构的玻璃的部分将粘合剂施加到玻璃或塑料的表面。在存在陶瓷烤瓷或有机玻璃料的情况下，将粘合剂施加到涂有底漆的玻璃料的表面。然后使粘合剂与第二基材接触，使得粘合剂安置在窗户和第二基材之间。使粘合剂固化以在窗户和基材之间形成持久的粘结。粘合剂可在环境温度下在大气湿气的存在下施加。暴露于大气湿气足以导致粘合剂固化。可通过对流加热或微波加热对固化粘合剂施加热量来进一步加速固化。粘合剂可作为具有工程横截面形状的珠粒施加。在将一个基材用作窗户的情况下，以使得粘合剂珠粒的开始与珠粒的末端编织、接触的方式将珠粒施加在基材的周边周围。固化时的粘合剂珠粒用于密封在基材如窗户的周边周围。
在以上申请中叙述的数值范围包括从以一个单位为增量的较低值到较高值的所有的值，前提是在任何较低值与较高值之间有至少2个单位的间隔。作为一实例，如果陈述一种组分的量或过程变量(例如温度、压力、时间及类似变量)的值是例如1到90，优选地20到80，更优选地30到70，那么预期在本说明书中明确地列举如15到85、22到68、43到51、30到32等的值。对于小于一的值，按需要将一个单位视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体意指的内容的实例，并且所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为在申请中以类似方式明确陈述。除非另有说明，否则所有范围都包括端点和端点之间的所有数字。结合范围使用“约”或“大致”适用于范围的两端。因此，“约20至30”旨在涵盖“约20至约30”，包括至少指定的端点。如本文所用的重量份是指含有100重量份的组合物。包括专利申请和出版物的所有文章和参考文献的公开内容出于所有目的通过引用并入。用于描述组合的术语“基本上由...组成”应包括所识别的元件、成分、组件或步骤，以及不会实质上影响组合的基本和新颖特征的其它元件、成分、组件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述本文中的元件、成分、组件或步骤的组合还考虑了基本上由所述元件、成分、组件或步骤组成的实施例。可通过单个集成元件、成分、组件或步骤提供多个元件、成分，组件或步骤。替代地，单个集成元件、成分、组件或步骤可分成单独的多个元件、成分、组件或步骤。描述元件、成分、组件或步骤的“一(a)”或“一个(one)”的公开内容并非旨在排除附加元件、成分、组件或步骤。
本发明的具体实施例
包括以下实例仅用于说明的目的，并非旨在限制本发明的范围。除非另有说明，否则所有份数和百分比均按重量计。
成分
乙烯基三乙氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷的1比1摩尔缩合物16重量％的于水/烷醇中的活性缩合物以及少量的非离子表面活性<2重量％3-巯基丙基三甲氧基硅烷
3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷
去离子水
底漆制备
无盖的8盎司玻璃瓶在烘箱中在110℃下干燥至少30分钟。将瓶子在氮气氛中冷却。向瓶中加入去离子水，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷的缩合物、3-巯基丙基三甲氧基硅烷和3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(如果存在的话)。盖子放在瓶子上，使用红魔设备公司(Red Devil Equipment Co.)的5410型油漆振动器振动1分钟。
储存稳定性
制备配方的样品并在下列条件下储存至少3.5年。以选定的时间间隔检查样品的外观。结果汇于表1中。
快刀粘合性测试：
快速刀粘合性(QKA)测试根据以下运行。将6.3mm(宽度)×6.3mm(高度)×100mm(长度)的粘合剂珠粒放置在测试基材上，并且该组合件在23℃和50％的RH(相对湿度)下固化特定时间。测试时，在粘合剂端和基材之间形成狭缝(20-40mm)。然后用剃刀刀片以45°角切割固化的珠粒，同时将珠粒的端部以180°角拉回到基材上。粘合程度评估为粘合失效(AF)和/或内聚失效(CF)。在AF的情况下，固化的珠粒可与基材分离，并且在CF的情况下，由于刀切割仅在粘合剂珠粒内发生分离。
搭接剪切测试
搭接剪切测试是按照后述SAE J1529程序进行。沿着25mm×100mm的第一基材的宽度且距离试样端约6mm，施加大致6.3mm基部和8mm高度的粘合剂组合物的三角形珠粒。立即将第二基材压在粘合剂珠粒上，得到之间组合物的最终高度为6mm。使样品在如本文所述的特定条件下固化。然后用Instron测试仪以5英寸/分钟(127毫米/分钟)的速率立即拉出样品。样品断裂处的载荷(lbs)除以样品面积(in2)，得到搭接剪切粘合强度(psi)。内聚失效是指粘合剂珠粒内的分离百分比。
实施例1-6和比较例1-3
制备和测试
样品作为玻璃底漆与BETASEALTM16030聚氨酯粘合剂一起进行测试。在粘合性研究中使用三种类型的玻璃：压弯(铋玻璃料)(基材1)；下垂(铋玻璃料)(基材2)和普通玻璃(基材3)。首先使用擦上和擦掉方法用表1中所述的溶液对这些玻璃试样进行底涂。在2分钟开放时间后，将Betaseal 16030聚氨酯粘合剂施加到这些涂有底漆的试样上。开放时间是从擦掉溶液到施加粘合剂的时间。在以下条件下检查粘合性：条件1).在CT条件(23℃/50％相对湿度)下3天初始固化；条件1a).在CT条件(23℃/50％相对湿度)下7天初始固化；条件2).7天CT固化，然后在100℉(38℃)/100％相对湿度条件下14天；条件3).7天初始CT固化，然后10天60℃水浸泡条件。结果汇于表1中，其中100CF是100％理想的内聚失效，100AF是完全不希望的粘合失效。测试了配方。测试的配方描述于表1中。用许多不同的开放时间测试实例4和5。结果汇于表3中。
实例7-9测试
在实例7至9中，以与实例1至6中测试相同的方式测试具有不同量的乙烯基三乙氧基硅烷和氨基丙基三乙氧基硅烷的缩合物的三种配方。配方和结果汇于表3中。
实例10
在实例10中，制备如本文所公开的底漆并施加到基材1的玻璃搭接剪切试样。使用毛毡施加底漆并使水闪蒸10分钟。通过将聚氨酯基玻璃粘结粘合剂施加到玻璃基材上制备许多样品，并且在施加粘合剂的玻璃试样上以重叠方式施加无底漆的电涂覆钢试样。固化条件4为在23℃/50％相对湿度下初始固化7天后，根据SAE J1885条件在老化测试仪中老化1000小时。实例10配方示于表4中。结果汇于表5中。
表1
Figure GDA0001889307580000311
组分总量为100。
稳定性结果报告为所观察到的外观
在快刀粘合性结果中，在陈述AF百分比的情况下，CF百分比是剩余的(100-AF)
表2
开放时间天 基材 固化条件 实例4 实例5
7 1 1 100CF 100CF
7 1 2 100CF 100CF
7 2 1 100CF 100CF
7 2 2 100CF 100CF
7 3 1 100CF 100CF
7 3 2 100CF 100CF
60 1 1 100CF 100CF
60 1 2 100CF 100CF
60 2 1 100CF 100CF
60 2 2 100CF 100CF
60 3 1 100CF 100CF
60 3 2 100CF 100CF
90 1 1 100CF 100CF
90 1 2 100CF 100CF
90 2 1 100CF 100CF
90 2 2 100CF 100CF
90 3 1 100CF 100CF
90 3 2 100CF 100CF
表3
Figure GDA0001889307580000321
Figure GDA0001889307580000331
表4
组分\实例 实例10，重量百分比
去离子水 54.55
乙烯基硅烷和氨基硅烷的缩合物 30(4.8)
异丙醇 30
巯基硅烷 0.30
环氧硅烷 0.15
表5
Figure GDA0001889307580000332
表4中的所有样品都示出100％的断裂内聚失效。

Claims (23)

1.一种组合物，其包含：
a）一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷；
b）一种或多种烯基烷氧基硅烷；
c）一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；和
d）水；
其中所述一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和所述一种或多种烯基烷氧基硅烷呈缩合物；
其中所述组合物包含15至50重量%的所述缩合物；并且
其中所述组合物适用作适用于粘合剂或涂料的水基底漆，所述粘合剂或涂料含有具有异氰酸酯官能团和/或烷氧基硅烷官能团的聚合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其包含
a）15至20重量%的一种或多种氨基烃基烷氧基硅烷和一种或多种烯基烷氧基硅烷的缩合物；
b）0.1至10重量%的一种或多种巯基烃基烷氧基硅烷；和
c）20至89.9重量%的水；
其中重量百分比基于所述组合物的重量。
3.根据权利要求2所述的组合物，其包括e）一种或多种环氧烃基硅烷。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述e）一种或多种环氧烃基硅烷的存在量为0.1至10重量%。
5. 根据权利要求3所述的组合物，其中所述氨基烃基烷氧基硅烷对应于式1或2；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
1或
Figure DEST_PATH_IMAGE004
2
所述烯基烷氧基硅烷对应于式；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
所述巯基烃基烷氧基硅烷对应于式
Figure DEST_PATH_IMAGE008
且所述环氧烃基硅烷对应于式
Figure DEST_PATH_IMAGE010
其中R1在每次出现时分别为C1-20亚烃基；
R2在每次出现时分别为氢或C1-20烃基；
R3在每次出现时分别为C1-4烷基；
R4在每次出现时分别为C1-4烷基；
R5在每次出现时分别为C1-20烯基；
a在每次出现时分别为1或2；
b在每次出现时分别为1或2；
w在每次出现时分别为0或1；
x在每次出现时分别为1至4的整数；
y在每次出现时分别为1至3的整数；并且，
z分别为0至2的整数，条件是z=3-y；
前提条件是a+b=3。
6.根据权利要求2所述的组合物，其中所述缩合物由30至70摩尔%的所述氨基烃基烷氧基硅烷和30至70摩尔%的所述烯基烷氧基硅烷制备。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述组合物包括一种或多种烷醇。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述一种或多种烷醇以所述组合物的10至45重量%的量包括在内。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，其中所述组合物包括一种或多种非离子表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述一种或多种非离子表面活性剂烷醇以所述组合物的0.01至3.0重量%的量包括在内。
11.一种试剂盒，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的组合物和包含含有异氰酸酯官能团、硅烷基团或其混合物的预聚物的粘合剂。
12. 一种方法，其包含：
a）将根据权利要求1至6中任一项所述的组合物施加到第一基材的表面；和
b）将所述施加的组合物从所述第一基材的所述表面擦掉，或使所述组合物中的大部分的所述水从所述第一基材的所述表面蒸发掉。
13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述第一基材的所述表面擦掉所述施加的组合物。
14.根据权利要求12所述的方法，其中使所述施加的组合物中的所述水从所述基材的所述表面蒸发掉。
15.根据权利要求14所述的方法，其中使所述水蒸发掉持续至少10秒。
16.根据权利要求12所述的方法，其中通过将所述组合物喷涂到第一表面上、通过将所述组合物刷涂在所述第一表面上或通过使用吸收性结构将所述组合物擦拭在所述第一表面上来施加所述组合物。
17.根据权利要求12所述的方法，其进一步包含使所述第一基材与含有具有异氰酸酯、硅烷或两种官能团的预聚物的粘合剂和第二基材接触的步骤，其中将所述粘合剂施加到施加有所述组合物的所述第一基材的所述表面部分，并且所述粘合剂安置在第一基材和所述第二基材之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述组合物施加到所述第一表面和使所述第一表面与所述粘合剂接触之间的时间间隔为20秒至90天。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一基材是玻璃或在与第二基材粘结的所述表面部分上具有陶瓷或有机玻璃料的玻璃。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述玻璃基材是窗户，并且所述第二基材是适于将所述窗户保持在车辆中的适当位置的所述车辆中的凸缘，或所述第二基材是建筑物中的窗框。
21. 一种方法，其包含：
a）将根据权利要求7至8中任一项所述的组合物施加到第一基材的表面；和
b）将所述施加的组合物从所述第一基材的所述表面擦掉，或使所述组合物中的大部分的所述水从所述第一基材的所述表面蒸发掉。
22.根据权利要求21所述的方法，其中使所述施加的组合物中的所述水和烷醇从所述基材的所述表面蒸发掉。
23.根据权利要求22所述的方法，其中使所述水和烷醇蒸发掉持续至少10秒。
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