热塑性聚氨酯用单组分粘合剂的制作方法

本公开的主题涉及一种包含接枝苯氧基树脂的单组分粘合剂组合物，以及相关的粘结组件以及在注射成型操作或压塑成型操作中使用粘合剂的方法，例如涉及将热塑性聚氨酯弹性体粘结到金属和其他刚性基材上的方法。

背景技术：

1、热塑性聚氨酯(tpu)属于热塑性弹性体(tpe)的子类别。tpe为共聚物或为聚合物的混合物，由同时具有热塑性和弹性体特性的材料组成。在热塑性弹性体中发生的交联类型(例如，在一个阶段中涉及偶极或氢键合)比在热固性弹性体中发生的交联类型弱得多，热固性弹性体中发生的交联类型通常涉及共价键的形成。

2、在tpu用粘合体系中广泛使用的两种树脂是聚乙烯醇缩丁醛(pvb)和苯氧基树脂。使用这些树脂的原因是它们与极性表面(例如金属基材)的相容性；它们与聚氨酯(pu)、聚酯和尼龙型表面的相互作用；它们与极性羟基形成氢键的能力；以及它们与pu软链段的相容性(例如，产生物理交联或缠结)。已用于这些粘合体系的其他官能团和/或材料包括硅烷/加合物、具有异氰酸酯和/或氨基的化合物、酚醛树脂(例如，三聚氰胺经常与pvb或苯氧基型树脂结合)和聚氨酯。这些基团或化合物常用于交联苯氧基树脂和pvb树脂。它们还可以帮助金属表面的化学吸附，并为tpu提供氢键合。例如，异氰酸酯基团可以与tpu的聚氨酯键上的nh基团反应形成尿素，从而交联到tpu中。

3、tpu通常通过多元醇(例如，二醇)和二异氰酸酯之间的加成聚合反应形成。属于tpu的具体性能包括，但不限于高耐磨性、高弹性、对某些化学品的耐受性、耐候性和可回收性。这些特性使其具有广泛的应用，包括用于例如脚轮、玻璃层压板、软管衬里、密封件、鞋类和运动器材。因此，tpu用于许多涉及热塑性聚合物的工业、汽车和消费品。在许多这些应用中，可能需要将tpu粘结到刚性基材上，例如在包覆成型注射工艺中，因为这样做能够为车削高质量零件提供一种快速有效的方法。然而，当今市场上的大多数tpu粘合剂并没有设计为用于处理较低的成型温度(75°f至100°f)和极快的加工时间(小于1分钟)。tpu通常在190℃至210℃的温度范围内熔化并注射(包覆成型)到具有干燥粘合剂的部件上。部件在注射后开始迅速冷却，再加上没有可用于共价键合的热固性部分，因而难以实现橡胶撕裂粘结(rubber tearing bond)。

4、因此，持续需要可用于将tpu粘结到刚性基材的其他粘合剂组合物，例如可在短的成型时间内和/或在较低成型温度下提供橡胶撕裂粘结的粘合剂组合物。

技术实现思路

1、本
技术实现要素：
列出了本公开主题的若干实施方案，并且在许多情况下列出了这些实施方案的变型和替换。本发明内容仅是众多和各种实施方案中的示例。提及给定实施方案的一个或多个代表性特征同样是示例性的。这样的实施方案通常可以存在或不存在所提到的一个或多个特征；同样地，无论是否在本发明内容中列出，那些特征都可以应用于本公开的主题的其他实施方案。为了避免过度重复，本发明内容不列出或建议这些特征的全部可能组合。

2、在一些实施方案中，本公开的主题提供了一种可固化的粘合剂，其包含：(a)接枝苯氧基树脂、(b)聚马来酰亚胺化合物、(c)有机碳酸酯和任选的(d)硅烷粘合促进剂，其中接枝苯氧基树脂包括羧酸和/或酯官能性。在一些实施方案中，接枝苯氧基树脂包括接枝有甲基丙烯酸和/或甲基丙烯酸甲酯的苯氧基树脂。在一些实施方案中，酯官能性包括-cooch3部分。

3、在一些实施方案中，有机碳酸酯包括碳酸亚丙酯。在一些实施方案中，有机碳酸酯包括碳酸二苯酯。

4、在一些实施方案中，粘合剂设置在热塑性聚氨酯和金属基材之间。

5、在一些实施方案中，基于a+b+c的总量，接枝苯氧基树脂占约10重量％至约96重量％。在一些实施方案中，基于a+b+c的总量，聚马来酰亚胺化合物占约2重量％至约75重量％。在一些实施方案中，基于a+b+c的总量，有机碳酸酯占至多约80重量％。

6、在一些实施方案中，粘合剂包含硅烷粘合促进剂，硅烷粘合促进剂包含环氧官能化硅烷或脲基硅烷中的至少一种。

7、在一些实施方案中，粘合剂用于在模具中将以液体引入的热塑性聚氨酯粘结到刚性基材上。

8、在一些实施方案中，本公开的主题提供了一种粘结组件，其包括用粘合剂粘结到刚性基材上的以液体引入的热塑性聚氨酯，粘合剂包含接枝苯氧基树脂、聚马来酰亚胺、有机碳酸酯和任选的粘合促进剂。在一些实施方案中，刚性基材包括聚碳酸酯、聚酰胺、不锈钢和铝中的至少一种。

9、在一些实施方案中，本公开的主题提供了一种在注射成型工艺或压塑成型工艺中粘结两种不同材料的方法，包括：选择刚性基材，选择以液体引入的基材，以及提供包含接枝苯氧基树脂、聚马来酰亚胺、有机碳酸酯和任选的粘合促进剂的粘合剂。在一些实施方案中，接枝苯氧基树脂包括羧酸和/或酯官能性。

10、在一些实施方案中，本公开的主题提供了一种在注射成型工艺或压塑成型工艺中粘结两种不同材料的方法，包括：选择刚性基材，选择以液体引入的热塑性聚氨酯，以及提供包含接枝苯氧基树脂和硅烷粘合促进剂的粘合剂。在一些实施方案中，接枝苯氧基树脂包括羧酸和/或酯官能性。在一些实施方案中，硅烷粘合促进剂是环氧官能化硅烷。在一些实施方案中，环氧官能化硅烷包括环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。在一些实施方案中，刚性基材包括金属基材。

11、因此，本公开主题的一个目的是提供一种单组分粘合剂组合物以及相关方法和粘结组件。通过本公开主题全部或部分地实现了以上和其他目的。此外，在研究了以下说明书和实施例之后，上文已阐述的本公开主题的目的、本公开主题的其他目的和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

技术特征：

1.一种在注射成型工艺或压塑成型工艺中粘结两种不同材料的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述接枝苯氧基树脂包括羧酸和/或酯官能性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷粘合促进剂是环氧官能化硅烷。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述环氧官能化硅烷包括环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述刚性基材包括金属基材。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述硅烷粘合促进剂是环氧官能化硅烷或脲基硅烷。

7.一种粘结组件，包括用粘合剂粘结到刚性基材上的液体引入的热塑性聚氨酯，所述粘合剂包含接枝苯氧基树脂和硅烷粘合促进剂。

8.根据权利要求7所述的粘结组件，其中所述接枝苯氧基树脂包括羧酸和/或酯官能性。

9.根据权利要求7所述的粘结组件，其中所述硅烷粘合促进剂是环氧官能化硅烷或脲基硅烷。

10.根据权利要求7所述的粘结组件，其中所述硅烷粘合促进剂是环氧官能化硅烷。

11.根据权利要求10所述的粘结组件，其中所述环氧官能化硅烷包括环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、或由环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷组成。

12.根据权利要求7所述的粘结组件，其中所述粘合剂进一步包括环己酮。

技术总结
本公开涉及热塑性聚氨酯用单组分粘合剂，其中描述了一种包含接枝苯氧基树脂、聚马来酰亚胺化合物、有机碳酸酯和任选的硅烷粘合促进剂的单组分粘合剂。更具体而言，接枝苯氧基树脂包括羧酸和丙烯酸酯官能性。本公开还描述了，例如在注射成型工艺或压塑成型工艺中，使用粘合剂将热塑性聚氨酯粘结到刚性基材上的方法。

技术研发人员：布莱恩·卡尼
受保护的技术使用者：洛德公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23