具有改進(jìn)的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和附著力的預(yù)處理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及組合物，特別是適合作為增附劑組合物的水性單組分或雙組分組合 物，制備所述組合物的方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 膠粘是一種廣泛應(yīng)用的連接技術(shù)。但是，運(yùn)里有些基材可能成問(wèn)題的，因?yàn)樗鼈儫o(wú) 法與某些膠粘劑形成附著力或者無(wú)法形成充分的附著力。長(zhǎng)期W來(lái)，使用增附劑組合物來(lái) 改善附著力。增附劑組合物的一個(gè)特別重要的使用領(lǐng)域是汽車(chē)制造，特別是"無(wú)框玻璃安 裝"值irectglazing),也就是將玻璃與車(chē)身粘合在一起。
[0003]通常地，此類(lèi)組合物基于有機(jī)硅烷。特別地，使用此類(lèi)增附劑組合物作為底涂劑， 也就是作為改善附著力的預(yù)涂層。此類(lèi)組合物或者底涂劑通常含有惰性易揮發(fā)溶劑，W保 證快速驚干。但是有機(jī)溶劑成分不利于環(huán)境相容性和工作安全。
[0004]基于有機(jī)硅烷的水性增附劑組合物是公知的，但是其仍然有一些缺點(diǎn)。娃烷基水 性增附劑組合物的一個(gè)問(wèn)題是，要么其反應(yīng)活性充分的時(shí)候存儲(chǔ)穩(wěn)定性相對(duì)小，要么其穩(wěn) 定性充分的時(shí)候反應(yīng)活性不充分。所使用的硅烷具有可水解基團(tuán)，其能在與水混合時(shí)水解 形成娃醇基（Si-OH)。此類(lèi)娃醇基通常有反應(yīng)活性，并且能自主相互縮合形成更高分子量的 縮合產(chǎn)物。
[0005]此外，在此類(lèi)水性增附劑組合物中使用氨基硅烷和/或者琉基硅烷是公知的。琉 基硅烷或者氨基硅烷-琉基硅烷混合物在水中的乳化特別困難，因?yàn)樵诠柰樗庵?，?基硅烷不溶于水。為了使運(yùn)些硅烷進(jìn)入水中，必須在水解之前保證其完全均勻分布。此外， 還必須使用酸（例如醋酸）調(diào)整水，使得作為后續(xù)反應(yīng)出現(xiàn)的縮合反應(yīng)盡可能地延緩。迄 今也無(wú)法如此改善可混合性或者如此延緩水解，使得出現(xiàn)一種"普通的"，也就是持續(xù)幾分 鐘的混合過(guò)程。因此，必須迅速均勻地混合硅烷和水，運(yùn)就需要特殊的混合裝置。
[0006]運(yùn)使得水性增附劑組合物迄今為止均為雙組分體系（例如SikaSchweizAG的 SikaHydroPrep?-l()0 )，并且在使用之前需要在現(xiàn)場(chǎng)將兩種組分的混合。重要的是，在 很強(qiáng)的素流條件下非常迅速均勻地混合兩種組分。為此，需要一種專(zhuān)口開(kāi)發(fā)的設(shè)備（"搖 床"(化aker))。在此準(zhǔn)備之后，已經(jīng)混合完的產(chǎn)物具有不超過(guò)30天的儲(chǔ)存穩(wěn)定性（"適用 期"（Pot-Life))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供具有改善儲(chǔ)存穩(wěn)定性的基于硅烷的水性增附劑組合物， 使得所述水性組合物也可作為單組分水性增附劑體系銷(xiāo)售。此外，還應(yīng)當(dāng)能夠W更簡(jiǎn)單的 方式混合，而不必使用特殊的混合裝置。
[0008]令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，使用特定的乳化劑可W顯著改善水性組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。所 述乳化劑設(shè)及特定的環(huán)狀或直鏈簇酸酷胺或者氨基醇反應(yīng)產(chǎn)物，其中，氨基醇W氨基醇反 應(yīng)產(chǎn)物的形式使用并且硅烷作為"綜合性"乳化劑使用。
[0009] 與此相應(yīng)地，本發(fā)明設(shè)及組合物，其包含
[0010] A)至少一種氨基硅烷，所述氨基硅烷具有至少一個(gè)與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)，
[0011] B)至少一種琉基硅烷，所述琉基硅烷具有至少一個(gè)與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)，W及
[0012] C)至少一種乳化劑，所述乳化劑選自化咯燒酬、丙酷胺和氨基醇反應(yīng)產(chǎn)物，
[0013] 其中，如果使用至少一種氨基醇反應(yīng)產(chǎn)物作為乳化劑，則含有W氨基醇反應(yīng)產(chǎn)物 形式存在的一種氨基醇和至少一部分氨基硅烷和/或者琉基硅烷，其中，至少一部分可水 解基團(tuán)，其含有至少一種氨基硅烷和至少一種琉基硅烷中，被氨基醇的氨基醇鹽基團(tuán)所取 代，
[0014] D)和/或者所含硅烷的水解產(chǎn)物或縮合產(chǎn)物。特別優(yōu)選地，使用該組合物作為單 組分或雙組分水性組合物，例如作為增附劑，其中優(yōu)選的是單組分水性組合物。
[0015] 令人驚奇地表明，使用本發(fā)明所述的組合物能夠配制出儲(chǔ)存穩(wěn)定性特別好的水性 組合物。所形成的水性組合物或者增附劑組合物可W具有12個(gè)月的保質(zhì)期。此外，其還令 人驚奇地改善了反應(yīng)性組分在水中的可混合性，運(yùn)就明顯簡(jiǎn)化了混合過(guò)程，并且使得沒(méi)有 任何問(wèn)題地在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)器中制備成為可能。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了更簡(jiǎn)單的操作，因?yàn)樗?產(chǎn)物可W作為單組分體系而不是復(fù)雜的雙組分體系存在。本發(fā)明可W滿(mǎn)足提供水性單組分 體系的需求。
[0016] 除此之外，還改善了水性組合物的附著特性W及固化粘接的熱穩(wěn)定性。所述水性 組合物完全適合作為基材特別是玻璃和微晶玻璃的不可見(jiàn)的反應(yīng)性附著力預(yù)處理劑，或者 適合在汽車(chē)制造領(lǐng)域的"無(wú)框玻璃安裝"值irectglazing)作為用于粘合特別是用聚氨醋 膠粘劑優(yōu)選是單組分聚氨醋膠粘劑粘合的預(yù)處理劑。
[0017] 本發(fā)巧的連施方式
[001引本發(fā)明所述的"硅烷"或"有機(jī)硅烷"表示化合物，其一方面具有至少一個(gè)，通常具 有兩個(gè)或Ξ個(gè)可水解基團(tuán)，優(yōu)選地通過(guò)Si-0鍵直接與娃原子連接的烷氧基或酷氧基，另一 方面具有至少一個(gè)通過(guò)Si-c鍵直接與娃原子連接的有機(jī)殘基。此類(lèi)具有烷氧基或酷氧基 的硅烷也是技術(shù)人員熟知的有機(jī)烷氧基硅烷或有機(jī)酷氧基硅烷。
[0019] 硅烷具有與水分接觸就會(huì)水解的特性。此時(shí)會(huì)形成有機(jī)娃醇，也就是含有一個(gè)或 多個(gè)娃醇基團(tuán)（Si-OH基團(tuán)）的娃有機(jī)化合物，并且通過(guò)后續(xù)的縮合反應(yīng)形成有機(jī)硅氧烷， 也就是含有一個(gè)或多個(gè)娃氧烷基團(tuán)（Si-0-Si基團(tuán)）的娃有機(jī)化合物。
[0020] 將其有機(jī)殘基具有氨基或琉基的有機(jī)硅烷稱(chēng)作"氨基硅烷"或"琉基硅烷"。將含 有伯氨基（也就是與一個(gè)有機(jī)殘基結(jié)合的NH2-基團(tuán)）的氨基硅烷稱(chēng)作"伯氨基硅烷"。將 含有仲氨基（也就是與兩個(gè)有機(jī)殘基結(jié)合的NH-基團(tuán)）的氨基硅烷稱(chēng)作"仲氨基硅烷"。
[0021] 與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)是可W通過(guò)水解，任選地在催化劑存在的情況下，水解為 娃醇基的基團(tuán)。水解產(chǎn)物是其可水解基團(tuán)至少部分水解的硅烷，也就是至少一部分可水解 基團(tuán)被0H-基團(tuán)替代?？s合產(chǎn)物含有由兩個(gè)或更多個(gè)此類(lèi)水解硅烷構(gòu)成的縮合物。技術(shù)人 員熟知硅烷的運(yùn)些水解和縮合產(chǎn)物。
[0022] "相互獨(dú)立"的表述在運(yùn)里始終表示即使當(dāng)存在不同可能性的時(shí)候，在同一個(gè)分子 中也是相互獨(dú)立。
[0023] 可W將一種或多種氨基硅烷和一種或多種琉基硅烷用于組合物。氨基硅烷和琉基 硅烷各自具有至少一個(gè)與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)。所設(shè)及的可W是任何常見(jiàn)的可水解基團(tuán)， 其中，優(yōu)選烷氧基團(tuán)和酷氧基團(tuán)，并且特別優(yōu)選Cl至C4-烷氧基團(tuán)。與水混合之后，可水解 基團(tuán)可W隨時(shí)間水解。其之后產(chǎn)生水解產(chǎn)物，其中至少一部分可水解基團(tuán)被0H基團(tuán)替代。 作為后續(xù)反應(yīng)，可W通過(guò)所形成的娃醇基在水解產(chǎn)物中形成縮合產(chǎn)物。
[0024] 具有至少一個(gè)與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)的氨基硅烷優(yōu)選是W下式（I)的氨基硅烷。 具有至少一個(gè)與娃結(jié)合的可水解基團(tuán)的琉基硅烷優(yōu)選是W下式（II)的琉基硅烷。
[00 巧]
[0026] 在式（I)和（Π)中
[0027]Ri表示具有至少一個(gè)伯氨基和/或者仲氨基的η價(jià)有機(jī)殘基，
[0028]護(hù)表示具有至少一個(gè)琉基的m價(jià)有機(jī)殘基，
[0029]R2和R2'相互獨(dú)立地表示具有1至4個(gè)碳原子的烷基，或者表示酷基如乙酷基，其 中，優(yōu)選具有1至4個(gè)碳原子的烷基或者酷基如乙酷基，并且特別優(yōu)選甲基和乙基；
[0030]R呀日R3'相互獨(dú)立地表示Η或者表示具有1至10個(gè)碳原子的烷基；
[0031]a和b相互獨(dú)立地表示值0、1或2,其中，a和b相互獨(dú)立地優(yōu)選為0和1，并且特 別優(yōu)選為0 ;
[003引并且，η和m相互獨(dú)立地表示值1、2、3和4，
[003引在式訊或（Π)中，基團(tuán)（OR2)和（0護(hù)）表示可水解基團(tuán)。在運(yùn)些硅烷的水解產(chǎn) 物中，運(yùn)些基團(tuán)（OR2)和（OR2'）至少部分被0H基團(tuán)替代。
[0034]優(yōu)選地，氨基官能化有機(jī)烷氧基硅烷，也就是式（I)中的氨基硅烷，其中，R2表示具 有1至4個(gè)碳原子的烷基，其中特別優(yōu)選氨基官能化有機(jī)甲氧基硅烷（R2=甲基）和氨基 官能化有機(jī)乙氧基硅烷（R2=乙基）。已證明，特別有利的是具有Ξ個(gè)烷氧基（a= 0)，特 別是具有=個(gè)甲氧基的氨基硅烷。
[0035]特別適合作為氨基硅烷的氨基硅烷選自：3-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、3-氨丙基二甲 氧基甲基硅烷、3-氨基-2-甲基丙基二甲氧基硅烷、4-氨下基二甲氧基硅烷、4-氨下基二 甲氧基甲基硅烷、4-氨基-3-甲基下基Ξ甲氧基硅烷、4-氨基-3, 3-二甲基下基Ξ甲氧基 硅烷、4-氨基-3, 3-二甲基下基二甲氧基甲基硅烷、2-氨乙基Ξ甲氧基硅烷、2-氨乙基二 甲氧基甲基硅烷、氨甲基Ξ甲氧基硅烷、氨甲基二甲氧基甲基硅烷、氨甲基甲氧基二甲基娃 燒、N-甲基-3-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、N-乙基-3-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、N-下基-3-氨丙 基Ξ甲氧基硅烷、N-環(huán)己基-3-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨丙基Ξ甲氧基硅烷、 N-甲基-3-氨基-2-甲基