CN113383025A - 包含触变剂的粘合剂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包含触变剂的粘合剂组合物、由该粘合剂组合物获得的聚氨酯粘合剂以及包含在该粘合剂组合物中的触变剂。

Description

包含触变剂的粘合剂组合物

技术领域

本发明涉及包含触变剂的粘合剂组合物、由该粘合剂组合物获得的聚氨酯粘合剂以及包含在该粘合剂组合物中的触变剂。

背景技术

基于聚氨酯的粘合剂组合物是公认的并且用于各种应用中。由于广泛的应用，聚氨酯粘合剂必须满足许多不同的要求，特别是在应用程序方面。一方面，聚氨酯粘合剂必须具有允许简单和快速施用的粘度，特别是在工业过程中。另一方面，聚氨酯粘合剂一旦施用于给定的表面，就不应不必要地铺展以避免不良的粘合性能。此外，粘合剂组合物应该长期稳定且易于处理。

在不同要求之间实现最佳平衡的一种方式是在粘合剂组合物中使用触变剂，这有助于控制粘合剂组合物的时间依赖性剪切稀化性质。在存在触变剂的情况下，某些粘稠或高粘性的凝胶或流体在摇动、搅动、剪切或以其他方式施加压力时会变稀且可流动。一旦释放压力，凝胶或流体将恢复到其更粘稠的状态。尽管将触变剂引入粘合剂组合物中的概念在现有技术中是已知的，但确定与聚氨酯粘合剂组合物相容且不影响粘合剂性质的合适触变剂仍然是一个挑战。

一种常用的触变剂是气相二氧化硅。尽管是本领域技术人员众所周知的，但它的使用伴随着许多缺点，其中之一是延长的脱气过程来去除在施用粘合剂组合物期间由于二氧化硅的不平坦表面而出现的任何气泡。因此，仍然需要合适的替代性触变剂来用于粘合剂组合物，特别是基于聚氨酯的粘合剂组合物中。

US 2016/0298009公开了一种粘合剂组合物，该粘合剂组合物包含：第一部分，其含有：含异氰酸酯基团的预聚物，该预聚物包含第一异氰酸酯和至少一种多元醇的反应产物；和第二异氰酸酯，其是基本上与第一异氰酸酯、至少一种多元醇和含异氰酸酯基团的预聚物不反应的；以及第二部分，其含有至少两种多元醇；该粘合剂组合物基本上不含稀释剂油和溶剂。

US 3,718,614涉及一种形成含二氧化硅的触变组合物的方法，该组合物具有聚(乙烯基乙基醚)的粘度控制添加剂，该聚合物具有在1.0×10³至5.0×10⁶的范围内的平均分子量。该形成方法包括以下步骤：在高剪切搅拌下将二氧化硅悬浮在邻苯二甲酸二丁酯、3–甲基–3–戊醇或其混合物的溶剂中；通过将约1至约20体积份的粘度控制添加剂溶解在溶剂中并将触变组分和粘度控制添加剂与待包含的有机液体合并并混合以形成触变组合物来形成聚合物粘度控制组合物。

US 4,267,044涉及特别用作折叠膜分离装置边缘的密封剂的触变聚氨酯组合物，该组合物包含：预聚物，该预聚物包含羟基官能度为至少2的多元醇与所述多元醇的每个羟基一摩尔的有机二异氰酸酯的反应产物；和交联剂，其包含羟基官能度为至少2的聚醚多元醇和胺官能度为至少2的伯胺封端的聚醚。

EP 0 282 016描述了一种基于结晶硅酸钙的触变添加剂，其由粒径为0.5至50微米的针状硅酸钙晶体的蓬松颗粒组成。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种粘合剂组合物，其特别适合于制造分离装置，尤其是滤水膜，该粘合剂组合物具有穿透所用的膜所需的性质，但另一方面可以精确地施用在所期望的区域，不会发生不必要的铺展。

令人惊讶地发现，所述目的通过包含触变剂的粘合剂组合物实现，所述触变剂包含氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡。

因此，本发明的第一个目的是包含组分A和组分B的粘合剂组合物，组分A包含至少一种多元醇和触变剂；并且组分B包含至少一种NCO封端的化合物，其中触变剂包含氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡。

令人惊讶地发现，本发明的组合物允许缩短制备过程，因为与包含二氧化硅的粘合剂组合物相比，脱气步骤可以显著缩短。进一步令人惊讶地发现，氢化蓖麻蜡和酰胺蜡显示出与多元醇的良好相容性并且可以容易地分散在其中。

为了使本发明的粘合剂组合物特别适合于制造滤水膜，发现如果组分A中的多元醇和触变剂的比例保持在一定范围内，则是有利的。在一个优选的实施方案中，至少一种多元醇与触变剂的重量比因此为80:20至99:1，优选为90:10至96:4。

如上所述，在粘合剂组合物中使用二氧化硅与许多缺点相关联，特别是当涉及粘合剂组合物的应用时。在一个优选的实施方案中，根据本发明的粘合剂组合物和/或其中包含的触变剂因此基本上不含二氧化硅。

在本发明过程中，“基本上不含”应理解为是指组合物中给定物质的量，基于相应组合物的总重量，该量小于1重量％，优选小于0.5重量％，特别是小于0.1重量％。

本发明的粘合剂组合物包含至少一种NCO封端的化合物B，其与组合物中存在的多元醇反应形成聚氨酯粘合剂。对NCO封端的化合物B没有特殊要求。而是，可以根据需要和所需应用来选择NCO封端的化合物。然而，在一个优选的实施方案中，NCO封端的化合物B优选选自1,4–四亚甲基二异氰酸酯、1,6–六亚甲基二异氰酸酯、2,2,4–三甲基–1,6–六亚甲基二异氰酸酯、1,12–十二亚甲基二异氰酸酯、环己烷–1,3–二异氰酸酯和环己烷–1,4–二异氰酸酯、1–异氰酸根合–2–异氰酸根合甲基环戊烷、1–异氰酸根合–3–异氰酸根合甲基–3,5,5–三甲基–环己烷、4,4′–二环己基甲烷二异氰酸酯、2,4′–二环己基甲烷二异氰酸酯、1,3–双(环己基)二异氰酸酯、1,4–双–(异氰酸根合甲基)–环己烷、双(4–异氰酸根合–3–甲基–环己基)甲烷、1–异氰酸根合–1–甲基–4(3)–异氰酸根合甲基环己烷、α,α,α′,α′–四甲基–1,3–亚二甲苯基二异氰酸酯、α,α,α′,α′–四甲基–1,4–亚二甲苯基二异氰酸酯、2,4–六氢甲苯二异氰酸酯、2,6–六氢甲苯二异氰酸酯、1,3–亚苯基二异氰酸酯、1,4–亚苯基二异氰酸酯、2,4–甲苯二异氰酸酯、2,6–甲苯二异氰酸酯、2,4–二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5–二异氰酸根合萘、4,4′–二苯基甲烷二异氰酸酯、至少一种上述异氰酸酯的化学改性、衍生自至少一种上述异氰酸酯与二醇或二胺的反应的预聚物，或包含至少一种上述异氰酸酯的组合。

本发明粘合剂组合物中所包含的触变剂中存在的酰胺蜡可以是显示出与本发明粘合剂组合物的其他组分的良好相容性的任何蜡。优选地，至少一种酰胺蜡衍生自脂肪酸与胺和/或二胺的反应。脂肪酸优选选自饱和和不饱和脂肪酸，优选具有偶数个碳，特别是4至28个碳的直链的那些。在一个进一步优选的实施方案中，脂肪酸选自辛酸、癸酸(caricacid)、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、木蜡酸、蜡酸、肉豆蔻油酸、棕榈烯酸、杉皮酸、油酸、反油酸、异油酸、亚油酸、反式亚油酸、α–亚麻酸及它们的混合物。

还可以根据所需应用选择粘合剂组合物中所包含的多元醇。优选地，至少一种多元醇显示出与触变剂的良好相容性。因此，在一个优选的实施方案中，至少一种多元醇优选基于甘油三酯，优选具有包含4至26个，更优选12至22个碳原子的碳链。在一个尤其优选的实施方案中，至少一种多元醇选自含有游离羟基的植物油。在一个尤其优选的实施方案中，至少一种多元醇是蓖麻油。

在本发明的一个优选的实施方案中，基于组分A的总重量，至少一种多元醇以60至99重量％，优选85至98重量％的量存在于粘合剂组合物中。

令人惊讶地发现，如果触变剂同时包含氢化蓖麻蜡和酰胺蜡，则获得粘合剂组合物的良好稳定性和适当流动性。在一个优选的实施方案中，基于组分A的总重量，粘合剂组合物包含1至10重量％，优选1至5重量％的量的氢化蓖麻蜡。进一步优选的是，其中基于组分A的总重量，所述至少一种酰胺蜡以1至10重量％，优选1至5重量％的量存在的本发明的实施方案。

可以通过触变剂中氢化蓖麻蜡和酰胺蜡的比例来调节粘合剂组合物的性质，特别是在粘度方面。在一个优选的实施方案中，氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡以4:1至1:4，优选3:1至1:3的重量比使用。

本发明中使用的氢化蓖麻蜡可以通过本领域技术人员已知的任何常规方法获得。在一个优选的实施方案中，氢化蓖麻蜡通过在镍催化剂存在下蓖麻油的氢化而获得。

根据本发明的粘合剂组合物的性质，特别是在施用时间和开放时间方面，可以通过调节粘合剂组合物中多元醇与NCO封端的化合物的比例(以NCO/OH比例表示)来调节。发现当NCO与OH的比例不超过1.5时，获得最佳结果，特别是在制造滤水膜方面。在一个优选的实施方案中，NCO/OH比例因此为0.7至1.4，优选为0.9至1.1。

本发明的另一个目的是以如下方式获得的聚氨酯粘合剂：将根据本发明的粘合剂组合物的第一组分A和第二组分B，优选以1至0.8，特别是1至0.95的组分A与组分B的重量比混合以形成混合物，然后固化该混合物。该聚氨酯粘合剂可用作单组分(1K)体系或双组分(2K)体系。在一个优选的实施方案中，该聚氨酯粘合剂因此是单组分体系或双组分体系，特别是双组分体系。

本发明的另一个目的是包含本发明聚氨酯粘合剂的制品。本发明聚氨酯粘合剂特别适合于生产分离装置，特别是过滤***。因此，本发明的制品优选包括半透膜，其中聚氨酯粘合剂粘附到半透膜上。优选地，该制品是滤水器。

本发明的另一个目的是根据本发明的粘合剂组合物用于生产分离装置如过滤器，特别是螺旋缠绕过滤器的用途。

本发明的又一个目的是根据本发明的粘合剂组合物或根据本发明的聚氨酯粘合剂或根据本发明的制品在水过滤***中的用途。

本发明的另一个目的是包含氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡的触变剂。氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡优选以4:1至1:4，优选3:1至1:3的重量比使用。在一个尤其优选的实施方案中，根据本发明的触变剂基本上不含二氧化硅。在一个进一步优选的实施方案中，该触变剂可用于根据本发明的粘合剂组合物中。

基于以下实施例更详细地解释本发明，决不应将其理解为限制本发明的范围和精神。

实施例：

组分A以如下方式制备：

在加入触变剂之前，将多元醇加热到75至85℃的温度并搅拌一小时。在本发明实施例1的情况下，使用重量比为1:1的氢化蓖麻蜡和酰胺蜡的混合物作为触变剂。在本发明实施例2的情况下，氢化蓖麻蜡和酰胺蜡的重量比为3:1。性质汇总于表1中。

表1

	对比例1	对比例2	对比例3	实施例1	实施例2
						多元醇[重量％]	95	95	95	96	96
TA*[重量％]	5	5	5	4	4
						TA类型	气相二氧化硅	酰胺蜡	氢化蓖麻蜡	1:1	3:1
粘度<sup>1)</sup>	18000	5200	3500	18500	22000
						TI<sup>2)</sup>	4.8	2.7	3.1	4.0	4.6

*)触变剂

1)根据ASTM D1084使用Brookfield粘度计在25℃下测得的以cps为单位的粘度

2)根据标准程序测量的触变指数。

可以看出，使用氢化蓖麻蜡和酰胺蜡的混合物的触变剂提供了与气相二氧化硅可比较的流变性质。然而，与需要约5小时脱气的对比例1(对比例1)的组合物相比，在本发明实施例1和2(实施例1和实施例2)的情况下，脱气在1小时后完成。

将根据实施例2的组合物与基于预聚物的NCO封端的化合物以1:1的混合比反应(实施例4)。作为比较，使用市售的聚氨酯粘合剂(对比例4)。两种粘合剂的性质汇总于表2中。

表2：

	实施例4	对比例4
			粘度[cps]	20000	17000
TI	4.0	2.0
			铺展	<40％	>60％

可以看出，根据本发明的粘合剂显示出良好的铺展性质。在本发明的粘合剂的情况下，施用后粘合剂的铺展小于40％，而在市售粘合剂的情况下，观察到60％的铺展。还进一步发现，根据本发明的粘合剂表现出比对比粘合剂好得多的渗透行为，使得本发明的粘合剂特别适合于过滤***的生产。

Claims (15)

1.包含组分A和组分B的粘合剂组合物，其中

组分A包含至少一种多元醇和触变剂；及组分B包含至少一种NCO封端的化合物，

其特征在于，所述触变剂包含氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡。

2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述粘合剂组合物和/或所述触变剂基本上不含二氧化硅。

3.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述至少一种酰胺蜡衍生自脂肪酸与胺和/或二胺的反应。

4.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述至少一种多元醇是蓖麻油。

5.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，基于组分A的总重量，所述至少一种多元醇以60至99重量％、优选85至98重量％的量存在。

6.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，基于组分A的总重量，所述氢化蓖麻蜡以1至10重量％、优选1至5重量％的量存在。

7.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，基于组分A的总重量，所述至少一种酰胺蜡以1至10重量％、优选1至5重量％的量存在。

8.根据前述权利要求之一所述的粘合剂组合物，其特征在于，所述氢化蓖麻蜡和所述至少一种酰胺蜡以4:1至1:4、优选3:1至1:3的重量比使用。

9.聚氨酯粘合剂，其是以如下方式制得的：将根据权利要求1至8之一所述的粘合剂组合物的组分A和组分B，优选以1至0.8、特别是1至0.95的组分A与组分B的重量比混合以形成混合物，然后固化所述混合物。

10.包含根据权利要求9所述的聚氨酯粘合剂的制品。

11.根据权利要求10所述的制品，其中所述制品进一步包括半透膜，其中所述聚氨酯粘合剂粘附到所述半透膜上。

12.根据权利要求1至8之一所述的粘合剂组合物在生产过滤器，特别是螺旋缠绕过滤器中的用途。

13.根据权利要求1至8之一所述的粘合剂组合物在水过滤中的用途。

14.包含氢化蓖麻蜡和至少一种酰胺蜡的触变剂。

15.根据权利要求14所述的触变剂，其特征在于，所述氢化蓖麻蜡和所述至少一种酰胺蜡以4:1至1:4、优选3:1至1:3的重量比使用。