用于拐角粘合的基于(甲基)丙烯酸酯的粘合剂的制作方法

本发明涉及双组分(甲基)丙烯酸酯组合物领域，及其作为粘合剂的用途。

背景技术：

1、在框架和型材必须结构连接的窗户和立面建筑以及类似的应用中，广泛使用粘合剂将例如金属元件、木材元件或塑料元件相互连接。粘合相比于其它固定方式（例如螺栓）具有各种优点，因为没有螺孔的连接很美观并且机械上更加稳定，并且还实现了更好的密封，例如耐热和防潮。该领域的一个经典应用是粘合通常由铝制成的窗户型材中的拐角。在这种应用中，所使用的粘合剂必须具有高抗拉强度和足够的刚度，以赋予所制备的框架所需的稳定性。良好的粘附性（特别是在铝或铝合金上的粘附性）也是必要的。例如，由于窗户型材和类似元件通常在工业上制得，因此粘合剂还必须具有适用于有效制备过程的开放时间并且尽可能快地固化。如今，所述过程特别使用基于聚氨酯或环氧树脂的粘合剂，因为它们符合机械要求并且适合粘附至所使用的基材上。对于工业粘合通常使用双组分粘合剂，所述双组分粘合剂在将相互反应性组分混合之后快速固化并能实现较短的生产节拍时间（taktzeiten）。例如，us 2017/204311公开了一种基于聚氨酯的双组分粘合剂。

2、然而，基于聚氨酯的粘合剂也有缺点。其中包含的异氰酸酯（特别是当其如双组分聚氨酯那样通常以单体二异氰酸酯的形式存在时）在健康方面令人担忧，并且在应用时时间越长，需要采取的额外的、法律要求的工作安全措施就越多。

3、基于环氧树脂的组合物同样具有缺点。缺点特别在于，如果同时需要足够长的开放时间，则双组分环氧树脂粘合剂的固化相对较慢。虽然可以例如通过加热加速环氧树脂粘合剂的固化，但这对于工业过程来说是不期望的。

4、基于其它化学物质的粘合剂通常不用于或很少用于此类应用。例如，硅树脂具有较差的可涂抹性或可涂漆性，并且在强度和刚度方面往往不合适。基于其它物质的其它粘合剂通常太昂贵，无法经济地用于这种过程，或者它们的粘度过高，无法例如通过注射容易地施加在裂缝或空腔中。

5、us 2007/054975公开了一种基于丙烯酸酯的辐射固化的单组分粘合剂，其特别适用于粘合光学元件，例如相机镜头。然而，由于为此目的所需的特定性能和为此优化的配方，其相对昂贵。

6、us 4 855 002公开了一种基于丙烯酸酯的单组分导热粘合剂，其含有30重量%和80重量%之间的铝粉作为填料。因此其适用于热辐射强烈的物体（例如电子构件）的粘合和散热，但是配制同样昂贵，并且机械性能和粘合性能有限。此外，铝粉在工作安全性方面也令人担忧。

7、因此，仍然需要一种用于在工业上粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材的粘合剂，所述粘合剂在抗拉强度、弹性模量和粘附性方面满足机械要求，在室温下具有足够长的开放时间并且足够快地固化，从而能够实现工业制造中的较短生产节拍时间，具有足够低的粘度以便于例如通过注射施加，或者具有最佳粘度以使其组分在从料盒中施加时可均匀混合并注射，并且可以干净地施加至预定的位置中或位置上，并且在工作安全性和毒理学方面没有担忧。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材的粘合剂，该粘合剂在拉伸强度、弹性模量和粘附性方面满足机械要求，在室温下具有足够长的开放时间并且足够快地固化，从而能够实现工业制造中较短的周期，具有足够低的粘度以便于施加，并且在工作安全性和毒理学方面没有担忧。

2、目前出人意料地发现，根据权利要求1所述的组合物实现所述目的。尽管填料含量异常高，但根据权利要求1所述的组合物对窗户、门、集装箱或车辆结构中通常使用的拐角、框架或型材材料（例如铝和铝合金，如almg3）表现出优异的粘附性。令人惊讶的是，所述组合物在此无问题地达到所需的机械性能，特别是抗拉强度和弹性模量，并且所述组合物可以以足够长的开放时间施加，但是随后在室温下快速固化。此外，所述组合物无需使用挥发性和气味强烈的(甲基)丙烯酸酯单体（例如mma）即可配制，并且在此具有高的工作安全性和良好的ehs特性。尽管填料含量异常高，但所述组合物因此最适合用作用于粘合窗户、门、容器或车辆结构中的拐角、框架或型材的粘合剂，并且由于其出乎意料的低粘度，也可通过注射方法施加，但同时粘度不会低到以至于不能再均匀混合并且在施加（特别是从料盒中施加）过程中不受控制地流动或喷射。

3、本发明组合物的根据en 53504测得的室温（23℃）下的拉伸强度特别是至少9mpa、优选至少10mpa、特别是至少11mpa或更高，弹性模量特别是在700mpa至1700mpa或更高的范围内，断裂伸长特别是在至少2%至15%或更高的范围内。

4、本发明的组合物在almg3上根据iso 4587/din en 1465测得的室温（23℃）下的拉伸剪切强度特别是至少2mpa，优选至少3mpa，特别是至少4mpa或更高。

5、根据权利要求1所述的本发明的组合物在室温下施用后迅速固化，特别是在20至40分钟内固化，并且在此具有特别是5至15分钟的开放时间，其中可以通过配制手段来影响和调整这些性能。

6、根据权利要求1所述的本发明的组合物在混合组分后立即具有低粘度，特别是至多80pa·s，优选至多70pa·s，特别是至多50pa·s，特别优选至多40pa·s或更低的粘度，所述粘度在商标为antonpaar的具有rheoplus软件和板-板测量系统（pp25；直径25 mm）的恒温流变仪上以23℃、10 s-1的剪切速率和1.5 mm的板间距测得。同时，本发明组合物的粘度也不应过低，以便在用作用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材的粘合剂时，能够实现均匀的混合和干净的施加（特别是从料盒施加）。当通过上述方法测量的粘度为至少为15pa·s、优选至少20pa·s、特别优选至少25pa·s时，情况特别如此。较低的粘度可能导致特别是从料盒中施加的组合物不受控制地流动，例如不能获得足够高的粘合剂层厚度以实现机械上的充分粘合。另外，当两种组分中的一种具有比另一种低得多的粘度时，不利于根据本发明的经混合的双组分组合物的混合均匀性。在这方面优选的是，基于高粘性组分的粘度，双组分组合物的低粘度组分的粘度（如上所述）不小于高粘性组分粘度的10%，优选不小于高粘性组分粘度的20%。

7、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。

技术特征：

1.用作自由基固化粘合剂的双组分组合物，其用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材，所述组合物由组分k1和组分k2组成，所述组分k1包含：

2.根据权利要求1所述的双组分组合物，其特征在于，所述弹性体c是由至少一种二元醇d和至少一种二异氰酸酯以及具有羟基的(甲基)丙烯酸酯反应制得的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，所述二元醇d包含聚氧化亚丙基二元醇，其中

3.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，所述弹性体c的通过凝胶渗透色谱法测得的平均分子量mn为1000至40000g/mol，特别是2000至30000g/mol，优选3000至20000g/mol。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，组分k1中的组合物包含基于组分k1的0.5重量%和2.5重量%之间的至少一种自由基固化的活化剂，特别是叔胺、特别芳族叔胺、过渡金属盐或过渡金属络合物，优选n,n-双(2-羟乙基)-对甲苯胺。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，组分k1中的组合物还包含基于组分k1计0.5重量%和5重量%之间的增粘剂，特别选自有机硅烷、金属(甲基)丙烯酸盐，优选钙、镁或锌的金属(甲基)丙烯酸盐，具有多于两个(甲基)丙烯酸酯基团的多官能(甲基)丙烯酸酯以及式（ii）的(甲基)丙烯酸酯，

6.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，组合物在组分k1中包含基于组分k1的50重量%和80重量%之间，优选60重量%和75重量%之间的至少一种填料，特别是白垩。

7.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，组合物在组分k1中还包含基于组分k1的0.001重量%和0.5重量%之间的至少一种自由基固化的抑制剂，特别是烷基化苯酚，优选2,6-二叔丁基对甲酚。

8.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，所述组合物的组分k2包含基于组分k2计5重量%和50重量%之间的至少一种自由基固化的引发剂，特别是热活化自由基形成剂，优选过氧化物、氢过氧化物或过酸酯，最优选过氧化二苯甲酰，

9.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，(甲基)丙烯酸酯单体a包含至少一种选自如下的单体：丙烯酸苯甲酯（bna）、甲基丙烯酸苯甲酯（bnma）、丙烯酸羟乙酯（hea）、甲基丙烯酸羟乙酯（hema）、甲基丙烯酸四氢糠酯（thfma）、甲基丙烯酸环己酯（chma）、甲基丙烯酸异冰片酯（iboma）、甲基丙烯酸三甲基环已酯（tmchma）、十二烷基丙烯酸十四烷基酯（latea）、十二烷基甲基丙烯酸十四烷基酯（latema）、丙烯酸十八烷基酯（stea）以及甲基丙烯酸十八烷基酯（stema）及其任何混合物，其中所述双组分组合物优选不含甲基丙烯酸甲酯（mma）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，所述组合物的组分k1包含基于组分k1计5重量%和20重量%之间，优选7.5重量%和15重量%之间，特别是10重量%和13重量%之间的弹性体c。

11.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，所述组合物的组分k1包含分别基于组分k1计的：

12.根据前述权利要求中任一项所述的双组分组合物，其特征在于，所述组合物的组分k2包含分别基于组分k2计的

13.根据权利要求11和12所述的双组分组合物，其由根据权利要求11所述的组分k1和根据权利要求12所述的组分k2以1:1至10:1的体积比k1:k2组成。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的双组分组合物作为自由基固化粘合剂的用途，特别是用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材。

15.用于粘合基材s1和s2的方法，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及用作自由基固化粘合剂的双组分组合物，其用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材，所述组合物由组分K1和组分K2组成，所述组分K1包含：a）至少一种(甲基)丙烯酸酯单体A；b）至少一种具有(甲基)丙烯酸酯端基的弹性体C，所述弹性体C由至少一种二元醇D、至少一种二异氰酸酯以及(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酰胺或具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的反应制得；c）至少一种自由基固化的活化剂；d）优选至少一种自由基固化的抑制剂；e）至少一种填料；f）以及任选的其它添加剂；所述组分K2包含：g）至少一种自由基固化的抑制剂；h）优选至少一种填料；i）优选至少一种增塑剂；j）以及任选的其它添加剂；其特征在于，基于组分K1和K2的混合物，所述组合物包含至少50重量%，优选60重量%和75重量%之间的填料。这种组合物适合作为自由基固化粘合剂，特别用于粘合窗户、门、集装箱或车辆结构中的拐角、框架或型材。本发明的组合物在用于该应用的基材上具有良好的机械性能和粘附性，还具有低粘度，并且无需使用易挥发的和不适气味强烈的单体（例如MMA）即可配制。技术研发人员：D·斯托雷尔,F·肖非特受保护的技术使用者：SIKA技术股份公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17