先进粘接剂的制作方法

本发明涉及单组分粘合剂领域，这些单组分粘合剂特别是用于聚氨酯、聚酯和/或尼龙至金属的粘附。

背景技术：

1、浇铸聚氨酯是经济高效且可靠的弹性体，其结合工程塑料、金属和陶瓷的性能优势中的一些以及橡胶的回弹性和柔性。浇铸聚氨酯以其高承载能力、高冲击强度、高耐磨性、高回弹性和优异的耐油性和耐油脂性而众所周知。当涉及抗滑动、拉伸、承载、冲击、切割和撕裂、压缩、扭转力、老化作用和耐油性时，通常选择聚氨酯。

2、可浇铸聚氨酯弹性体与像金属或塑料等基材的粘接对粘接剂要求很高。粘接剂应表现出与聚氨酯类似的特性，特别是良好的耐受性。浇铸聚氨酯/基材零件以及其粘接线面临的主要挑战是耐高温性。

3、轻量化设计是降低车辆能耗方面的关键技术之一。用塑料聚合物替代传统材料现已经成为许多领域的常态。汽车、航空航天、工业和家用机械一直受益于使用高效且经济的工艺制造的更轻、性能更好的部件的优势。金属替代通常是降低重量、成本和生产时间的关键。像金属或塑料聚合物等基材在物理上是坚硬的，示出与相对较低的断裂应变值组合的高的拉伸强度。

4、聚酰胺固有的耐腐蚀性是用玻璃纤维增强聚酰胺替代金属的强大推动力。金属和塑料的混合体系对于柔性零件设计和并行增强的性能是期望的。这需要合适的粘接剂解决方案。

5、持续需要能够将浇铸聚氨酯弹性体粘接至基材以及将增强塑料(例如聚酯和聚酰胺)粘接至金属的粘合剂。特别地，需要具有良好耐高温性的此类粘合剂。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明提供一种粘接剂，其包含：

2、(1)甲阶酚醛树脂；

3、(2)聚乙烯醇缩丁醛；

4、(3)能够使成分(1)和(2)溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物。

5、在第二方面，本发明提供一种用于将由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第一基材粘附到由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材的方法，该方法包括以下步骤：

6、(1)提供组件，所述组件包括基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第一基材和基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材，其中所述第一基材与所述第二基材之间夹有包含以下的粘接剂的层：(i)甲阶酚醛树脂、(ii)聚乙烯醇缩丁醛以及能够使成分(i)和(ii)溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物；以及

7、(2)将所述组件加热至90℃-200℃持续足以在所述第一与第二基材之间形成粘合剂粘接的时间，

8、其中第一和第二基材不都是金属。

9、在第三方面，本发明提供一种用于将基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第一基材粘附到基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材的方法，该方法包括以下步骤：

10、(1)提供第一基材；

11、(2)将粘接剂的层施加至第一基材的表面，粘接剂包含甲阶酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛以及能够使甲阶酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物；

12、(3)任选地通过蒸发除去溶剂或溶剂混合物；

13、(4)将粘接剂层与由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材接触，以形成组件；

14、(5)将所述组件加热至90℃-200℃持续足以在所述第一与第二基材之间形成粘合剂粘接的时间，

15、其中第一和第二基材不都是金属。

16、在第四方面，本发明提供一种涂覆有粘接剂的金属基材，其中粘接剂包含：

17、(1)甲阶酚醛树脂；

18、(2)聚乙烯醇缩丁醛；

19、(3)能够使成分(1)和(2)溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物。

20、在第五方面，本发明提供一种用于将基本上由金属制成的第一基材粘附到基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材的方法，该方法包括以下步骤：

21、(1)提供作为在表面上使用粘接剂涂覆的金属的第一基材，该粘接剂包含以下：(i)甲阶酚醛树脂、(ii)聚乙烯醇缩丁醛、能够使成分(i)和(ii)溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物；

22、(2)将第一基材的涂覆表面与选自可浇铸聚氨酯和聚酰胺的第二基材接触；

23、(3)将所述组件加热至90℃-200℃持续足以在所述第一与第二基材之间形成粘合剂粘接的时间。

24、在第六方面，本发明提供一种用于将基本上由选自金属的材料制成的第一基材粘附到基本上由选自聚酰胺的材料制成的第二基材的方法，该方法包括以下步骤：

25、(1)提供第一金属基材；

26、(2)将粘接剂的层施加至第一基材的表面，粘接剂包含甲阶酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛以及能够使甲阶酚醛树脂和聚乙烯醇缩丁醛溶剂化同时具有足够的挥发性以在大气压下除去的溶剂或溶剂混合物；

27、(3)任选地通过蒸发除去溶剂或溶剂混合物；

28、(4)将熔融聚酰胺施加至粘接剂，使得熔融聚酰胺的热量使粘接剂固化。

1.一种用于粘接可浇铸聚氨酯和/或聚酰胺的粘接剂，其包含：

2.如权利要求1所述的粘接剂，其中，所述溶剂或溶剂混合物在20℃下具有至少5hpa，更优选至少10hpa，特别优选至少20hpa的蒸气压。

3.如权利要求1所述的粘接剂，其中，所述甲阶酚醛树脂具有以下特征：

4.如权利要求1或2所述的粘接剂，其含有基于所述粘接剂的总重量5至20wt％的甲阶酚醛树脂。

5.如权利要求1、2或3所述的粘接剂，其含有基于所述粘接剂的总重量7至15wt％的酚醛树脂。

6.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其含有基于所述粘接剂的总重量11-12wt％的酚醛树脂。

7.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，pvb具有以下结构：

8.如权利要求6所述的粘接剂，其中，所述缩醛具有以下结构：

9.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述pvb具有11-16wt％的聚乙烯醇含量、1-6wt％的聚乙酸乙烯酯含量和82-88wt％的缩醛含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

10.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述pvb具有12-16wt％的聚乙烯醇(m)含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯(l)含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

11.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述聚乙烯醇缩丁醛具有大于或等于97.5wt％的非挥发物含量(根据din 53216测定)、12-16wt％的聚乙烯醇含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯含量、82-88wt％的缩醛含量、如根据din 53015在10％乙醇溶液中在20℃下测定的120-280的动态粘度、根据iso 11357-1通过dsc测定的65℃的玻璃化转变温度、在20℃下水浸24小时后的3-5wt％的吸水率，以及根据din en 543测定的210g/l的堆积密度，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

12.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂为具有c1-6烷基的酮与c1-5脂族醇和单-和/或二-c1-3-烷基苯的混合物。

13.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂混合物包含与50-90wt％的c1-5脂族醇和5-20wt％的单-和/或二-c1-3-烷基苯混合的2-10wt％的具有c1-6烷基的酮，其中重量百分比基于所述溶剂混合物的总重量。

14.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂混合物包含甲基异丁基酮，选自二甲苯、甲苯和乙苯的烷基苯以及c1-4脂族醇。

15.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂混合物为甲基异丁基酮、二甲苯和异丙醇的混合物。

16.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂混合物包含基于所述溶剂混合物的总重量2-10wt％的甲基异丁基酮、5-20wt％的二甲苯和50-90wt％的异丙醇。

17.如任一项前述权利要求所述的粘接剂，其中，所述溶剂混合物为基于所述溶剂混合物的总重量5.9wt％的甲基异丁基酮、13.61wt％的二甲苯和80.47wt％的异丙醇。

18.一种用于将由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第一基材粘附至由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材的方法，所述方法包括以下步骤：

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述溶剂或溶剂混合物在20℃下具有至少5hpa，更优选至少10hpa，特别优选至少20hpa的蒸气压。

20.如权利要求18或19所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是可浇铸聚氨酯。

21.如权利要求18或19所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚酰胺。

22.如权利要求18或19所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚酯。

23.如权利要求20所述的方法，其中，步骤(2)中的所述加热进行12至24小时。

24.如权利要求21所述的方法，其中，步骤(2)中的所述加热进行24至72小时。

25.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述聚酰胺以熔融形式例如通过注塑模制施加。

26.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述甲阶酚醛树脂具有以下特征：

27.如任一项前述权利要求所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量5至20wt％的甲阶酚醛树脂。

28.如任一项前述权利要求所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量7至15wt％的酚醛树脂。

29.如任一项前述权利要求所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量11-12wt％的酚醛树脂。

30.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，pvb具有以下结构：

31.如权利要求30所述的方法，其中所述缩醛具有以下结构：

32.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述pvb具有11-16wt％的聚乙烯醇含量、1-6wt％的聚乙酸乙烯酯含量和82-88wt％的缩醛含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

33.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述pvb具有12-16wt％的聚乙烯醇(m)含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯(l)含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

34.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述聚乙烯醇缩丁醛具有大于或等于97.5wt％的非挥发物含量(根据din 53216测定)、12-16wt％的聚乙烯醇含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯含量、82-88wt％的缩醛含量、如根据din 53015在10％乙醇溶液中在20℃下测定的120-280的动态粘度、根据iso 11357-1通过dsc测定的65℃的玻璃化转变温度、在20℃下水浸24小时后的3-5wt％的吸水率，以及根据din en 543测定的210g/l的堆积密度，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

35.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂为具有c1-6烷基的酮与c1-5脂族醇和单-和/或二-c1-3-烷基苯的混合物。

36.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含与50-90wt％的c1-5脂族醇和5-20wt％的单-和/或二-c1-3-烷基苯混合的2-10wt％的具有c1-6烷基的酮，其中重量百分比基于所述溶剂混合物的总重量。

37.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含甲基异丁基酮，选自二甲苯、甲苯和乙苯的烷基苯以及c1-4脂族醇。

38.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂混合物为甲基异丁基酮、二甲苯和异丙醇的混合物。

39.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含基于所述溶剂混合物的总重量2-10wt％的甲基异丁基酮、5-20wt％的二甲苯和50-90wt％的异丙醇。

40.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述溶剂混合物为基于所述溶剂混合物的总重量5.9wt％的甲基异丁基酮、13.61wt％的二甲苯和80.47wt％的异丙醇。

41.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚氨酯。

42.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚酰胺。

43.一种用于将基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第一基材粘附到基本上由选自聚氨酯、聚酯、聚酰胺和金属的材料制成的第二基材的方法，所述方法包括以下步骤：

44.如权利要求43所述的方法，其中，所述甲阶酚醛树脂具有以下特征：

45.如权利要求43或44所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量5至20wt％的甲阶酚醛树脂。

46.如权利要求43、44或45所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量7至15wt％的酚醛树脂。

47.如权利要求43-46中任一项所述的方法，其含有基于所述粘接剂的总重量11-12wt％的酚醛树脂。

48.如权利要求43-47中任一项所述的方法，其中，pvb具有以下结构：

49.如权利要求48所述的方法，其中，所述缩醛具有以下结构：

50.如权利要求43-49中任一项所述的方法，其中，所述pvb具有11-16wt％的聚乙烯醇含量、1-6wt％的聚乙酸乙烯酯含量和82-88wt％的缩醛含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

51.如权利要求43-50中任一项所述的方法，其中，所述pvb具有12-16wt％的聚乙烯醇(m)含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯(l)含量，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

52.如权利要求43-51中任一项所述的方法，其中，所述聚乙烯醇缩丁醛具有大于或等于97.5wt％的非挥发物含量(根据din 53216测定)、12-16wt％的聚乙烯醇含量和1-4wt％的聚乙酸乙烯酯含量、82-88wt％的缩醛含量、如根据din 53015在10％乙醇溶液中在20℃下测定的120-280的动态粘度、根据iso 11357-1通过dsc测定的65℃的玻璃化转变温度、在20℃下水浸24小时后的3-5wt％的吸水率，以及根据din en 543测定的210g/l的堆积密度，其中重量百分比基于所述pvb的总重量。

53.如权利要求43-52中任一项所述的方法，其中，所述溶剂为具有c1-6烷基的酮与c1-5脂族醇和单-和/或二-c1-3-烷基苯的混合物。

54.如权利要求43-53中任一项所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含与50-90wt％的c1-5脂族醇和5-20wt％的单-和/或二-c1-3-烷基苯混合的2-10wt％的具有c1-6烷基的酮，其中重量百分比基于所述溶剂混合物的总重量。

55.如权利要求43-54中任一项所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含甲基异丁基酮，选自二甲苯、甲苯和乙苯的烷基苯以及c1-4脂族醇。

56.如权利要求43-55中任一项所述的方法，其中，所述溶剂混合物为甲基异丁基酮、二甲苯和异丙醇的混合物。

57.如权利要求43-56中任一项所述的方法，其中，所述溶剂混合物包含基于所述溶剂混合物的总重量2-10wt％的甲基异丁基酮、5-20wt％的二甲苯和50-90wt％的异丙醇。

58.如权利要求43-57中任一项所述的方法，其中，所述溶剂混合物为基于所述溶剂混合物的总重量5.9wt％的甲基异丁基酮、13.61wt％的二甲苯和80.47wt％的异丙醇。

59.如权利要求43-58中任一项所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚氨酯。

60.如权利要求43-59中任一项所述的方法，其中，所述第一基材是金属并且所述第二基材是聚酰胺。