包含可自聚合增韧剂的结构粘合剂组合物的可固化前体及其使用方法与流程

本公开整体涉及包含增韧剂的可固化组合物、固化组合物和相关方法。

背景技术：

1、已知结构粘合剂可用于将一个基底粘结到另一个基底，例如将金属粘结到金属、将金属粘结到塑料、将塑料粘结到塑料、将玻璃粘结到玻璃。结构粘合剂是机械接合方法(诸如铆接或点焊)的有吸引力的替代形式，因为结构粘合剂将荷载应力分布在较大面积上，而不是将此类应力集中在几个点上。结构粘合剂还可产生更洁净和更安静的产品，因为它们可抑制振动并降低噪音。另外，结构粘合剂可用于粘结多种材料，有时无需进行大量的表面处理。

技术实现思路

1、在第一方面，提供了结构粘合剂组合物的可固化前体。所述可固化前体包含：

2、环氧树脂；

3、用于所述环氧树脂的可热活化固化剂；

4、第一增韧剂；和

5、第二增韧剂，所述第二增韧剂包含由下式表示的可自由基自聚合材料：

6、lr1q

7、其中每个r1独立地选自由下式表示的官能团：

8、

9、其中：

10、每个r2独立地为氢或甲基；

11、n为1至5的整数，包括端值在内；

12、x为o、s或nh；并且

13、y为单键或由下式表示的二价基团：

14、

15、其中：

16、n'为与r1的羰基碳键合的氮；并且

17、t为选自由直链亚烷基、环状亚烷基、未取代的亚芳基、取代的亚芳基以及它们的组合组成的组中的二价基团；

18、q为至少2的整数；并且

19、l为包含由下式表示的单体单元的q价有机聚合物：

20、

21、其中r3为氢、(甲基)丙烯酸酯基团或z封端的烷基或杂亚烷基链，其中每个z封端的链能够独立地包含选自由仲氨基键、叔氨基键、醚键以及它们的组合组成的组中的键，并且其中每个z独立地为o、s或nh。

22、在第二方面，提供了一种结构粘合剂组合物的部分固化前体。所述部分固化前体包含：

23、环氧树脂；

24、用于所述环氧树脂的可热活化固化剂；

25、第一增韧剂；和

26、第二增韧剂，所述第二增韧剂包含由下式表示的可自由基自聚合材料的自聚合反应产物：

27、lr1q

28、其中每个r1独立地选自由下式表示的官能团：

29、

30、其中：

31、每个r2独立地为氢或甲基；

32、n为1至5的整数，包括端值在内；

33、x为o、s或nh；并且

34、y为单键或由下式表示的二价基团：

35、

36、其中：

37、n'为与r1的羰基碳键合的氮；并且

38、t为选自由直链亚烷基、环状亚烷基、未取代的亚芳基、取代的亚芳基以及它们的组合组成的组中的二价基团；

39、q为至少2的整数；并且

40、l为q价有机聚合物，所述q价有机聚合物包含选自由下式表示的单体单元组成的组中的单体单元：

41、

42、其中r3为氢、(甲基)丙烯酸酯基团或z封端的烷基或杂亚烷基链，其中每个z封端的链能够独立地包含选自由仲氨基键、叔氨基键、醚键以及它们的组合组成的组中的键，并且其中每个z独立地为o、s或nh。

43、在第三方面，提供了一种制造结构粘合剂制品的方法。该方法包括：

44、a)将根据第一方面的可固化前体施加到基底上；

45、b)通过光化照射引发所述可自由基自聚合材料的光引发剂来部分地固化步骤a)的所述可固化前体，从而形成结构粘合剂制品的部分固化前体，所述部分固化前体包含由所述可自由基自聚合材料的所述自聚合反应产物产生的聚合物材料；以及

46、c)通过引发用于所述环氧树脂的所述可热活化固化剂来基本上完全固化步骤b)中获得的结构粘合剂制品的所述部分固化前体，从而获得基本上完全固化的结构粘合剂制品。

47、在第四方面，提供了一种粘结两个部件的方法。该方法包括：

48、a)将根据第一方面的可固化前体或根据第二方面的部分固化前体施加到所述两个部件中的至少一个部件的表面上；

49、b)接合所述两个部件，使得所述可固化前体或所述部分固化前体位于所述两个部件之间；以及

50、c)通过引发用于所述环氧树脂的所述可热活化固化剂来基本上完全固化步骤a)或c)的所述部分固化前体，从而获得基本上完全固化的结构粘合剂组合物并粘结所述两个部件。

51、在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。

技术特征：

1.一种结构粘合剂组合物的可固化前体，所述可固化前体包含：

2.根据权利要求1所述的可固化前体，所述可固化前体还包含至少一种反应性稀释剂。

3.根据权利要求2所述的可固化前体，其中所述至少一种反应性稀释剂包含直链或支链烷醇的缩水甘油醚。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的可固化前体，所述可固化前体还包含由波长在350nm至750nm范围内的光活化的光引发剂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可固化前体，其中所述第一增韧剂包含核壳橡胶。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的可固化前体，其中用于所述环氧树脂的所述可热活化固化剂选自由双氰胺、聚胺、聚胺加合物以及它们的任意组合组成的组。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的可固化前体，其中相对于聚苯乙烯标准品，q价有机聚合物l具有4000克/摩尔至54000克/摩尔的数均分子量。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的可固化前体，所述可固化前体还包含第三增韧剂，所述第三增韧剂包含由式l2r1q表示的可自由基自聚合材料，其中r1q与lr1q中的r1q相同，并且l2为包含由下式表示的单体单元b)的q价有机聚合物l2：

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可固化前体，所述可固化前体还包含第四增韧剂，所述第四增韧剂包含由式l3r1q表示的可自由基自聚合材料，其中r1q与lr1q中的r1q相同，并且l3为包含由下式表示的单体单元c)的q价有机聚合物l3：

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可固化前体，所述可固化前体还包含第五增韧剂，所述第五增韧剂包含由式l4r1q表示的可自由基自聚合材料，其中r1q与lr1q中的r1q相同，并且l4为包含由下式表示的单体单元d)的q价有机聚合物l4：

11.根据权利要求1至10中任一项所述的可固化前体，其中r3为(甲基)丙烯酸酯并且为r1的官能团。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的可固化前体，其中所述q价有机聚合物l包含5重量％至20重量％的单体单元a)单体。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的可固化前体，其中基于所述可固化前体的总重量，所述第二增韧剂以至多10重量％的量存在。

14.一种结构粘合剂组合物的部分固化前体，所述部分固化前体包含：

15.根据权利要求14所述的部分固化前体，所述部分固化前体还包含用于所述第二增韧剂的残余光引发剂。

16.一种制造结构粘合剂制品的方法，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括从所述基底中移除步骤b)中获得的结构粘合剂制品的所述部分固化前体或步骤c)中获得的所述基本上完全固化的结构粘合剂制品。

18.一种粘结两个部件的方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括在步骤c)之前，通过光化照射引发所述可自由基自聚合材料的光引发剂来部分地固化步骤a)的所述可固化前体，从而形成结构粘合剂制品的部分固化前体，所述部分固化前体包含由所述可自由基自聚合材料的所述自聚合反应产物产生的聚合物材料。

技术总结
提供了结构粘合剂组合物的可固化前体，该可固化前体包含环氧树脂、可热活化固化剂和增韧剂。该增韧剂中的一种增韧剂包含可自由基自聚合材料。还提供了部分固化前体，其中该增韧剂包含该可自聚合材料的可自由基自聚合反应产物。另外，提供了制造结构粘合剂制品以及将两个部件粘结在一起的方法。

技术研发人员：鲍里斯·O·A·塔舍,韦恩·S·马奥尼,阿德里安·T·容,克里斯蒂安·希林,德克·哈森伯格
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6