Отверждаемая влагой клеевая композиция и способ склеивания двух материалов

Отверждаемая влагой клеевая композиция и способ склеивания двух материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к отверждаемой влагой клеевой композиции. Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу соединения двух склеиваемых материалов.

Предшествующий уровень техники

Клеи широко используются для соединения либо скрепления двух либо более склеиваемых материалов. Склеиваемыми материалами считаются любые два либо более материалов или же кусков материала, которые соединяют друг с другом, в том числе древесина, металлы, бумага, керамика, камень, стекло, бетон и тому подобное. В основе клеев, используемых для данных целей, лежит широкий ассортимент технологий, в том числе смеси эластомер/растворитель/смола, эпоксиды, латексы, полиуретаны, кремнийорганические соединения, цианоакрилаты, полиакрилаты, термоклеи и тому подобное. Каждому из данных клеев свойственен ряд недостатков.

Клеи на основе смесей эластомер/растворитель/смола, далее в настоящем документе называемые клеями на основе каучуков, содержат растворители, которые являются токсичными и, что наиболее часто, горючими. Несмотря на данные опасности клеи на основе каучуков популярны вследствие простоты их использования. Композиции клеев на основе эпоксидов, полиакрилатов, некоторых полиуретанов и некоторых кремнийорганических соединений представляют собой двухкомпонентные системы, состоящие из основы, содержащей мономеры, олигомеры и полимеры, и компонента, являющегося ускорителем отверждения либо отвердителем, состоящего из катализаторов и отверждающих веществ. Данные системы требуют точности дозирования и тщательности перемешивания для того, чтобы у них развились свойства, которые делают их пригодными в качестве клеев. Сами индивидуальные исходные вещества в продуктах, мономерах, олигомерах, катализаторах и отверждающих веществах двухкомпонентных клеев могут быть токсичными и зачастую аллергенными. Латексные клеи представляют собой малотоксичные, негорючие материалы, которые отверждаются в результате испарения воды. Несмотря на их эффективность во многих приложениях латексные клеи не обладают хорошими эксплуатационными характеристиками в низкотемпературных средах, на металлах, на многих пластиках и в сырых либо влажных средах. В условиях низкой температуры либо высокой влажности продолжительность высыхания латексных клеев может быть значительно увеличена, иногда достигая дней. С другой стороны, термоплавкие клеи, будучи термопластичные по определению, теряют прочность в теплом состоянии, что ограничивает область приложений, в которой они могут быть использованы. В дополнение к этому, термоплавкие клеи требуют наличия источника тепла для их нанесения, что дополнительно ограничивает их использование. Данные источники тепла и нанесение горячего клея представляют собой источник опасности (ожог) с точки зрения безопасности пользователя. Однокомпонентные клеи, такие как полиуретаны и кремнийорганические соединения, отверждаются в результате прохождения реакции с влагой, находящейся в воздухе либо на склеиваемых материалах. В случае полиуретанов клейкость развивается медленно, при этом требуется, чтобы склеиваемые материалы удерживались либо закреплялись по месту (крепление скобами либо обматывание лентой) до тех пор, пока клей не отвердится в достаточной степени для того, чтобы удерживать их по месту тогда, когда их ничто другое уже удерживать не будет. То же самое относится и к однокомпонентным кремнийорганическим клеям. Кроме того, у части населения в результате воздействия полиуретановых клеев могут развиться аллергические реакции. В дополнение к проблемам, перечисленным выше, клеи на основе растворителя и воды в общем случае характеризуются высокой степенью усадки вследствие содержания в клеях легколетучих веществ.

Долговечность и срок службы клеевого соединения зависит от нескольких факторов, в том числе от следующих, но не ограничиваясь только ими: свойства поверхностей склеиваемых материалов, тип и свойства клея, используемого в приложении с клеевым соединением, условия окружающей среды (температура, влажность и тому подобное), компоновка места клеевого соединения и способ соединения либо сведения клея и склеиваемых материалов друг с другом. Клеи с высоким содержанием твердой фазы представляют собой решение для некоторых из проблем, которые встречаются для данных других типов клеев (то есть усадка, содержание легколетучих соединений и тому подобное), однако наилучшие из данных клев обнаруживают другие недостатки. Например, европейский патент 0442380 В1 описывает использование отверждаемого влагой клея с высоким содержанием твердой фазы, при использовании которого два склеиваемых материала могут быть склеены друг с другом. Однако описание патента указывает, что, если клей наносить чрезмерно густо, в клее не сможет сформироваться достаточное усилие сцепления (клейкость), и он станет непрочным при возможном контакте. Поэтому для того чтобы увеличить клейкость, предпочитается, чтобы клей был бы нанесен с толщиной, равной около 1 мм либо менее.

Необходимость нанесения тонкого слоя клея ограничивает область приложений, для которых клей мог бы быть использован, и средств нанесения клея (например, валик и тому подобное). При нанесении тонких слоев клеев полезно иметь клей, который может сохранять свою клеящую способность и будет распределяться и растекаться по всему субстрату либо склеиваемому материалу. Если вязкость клея будет чрезмерно высокой, то может оказаться трудно либо невозможно нанести тонкий слой клея (слои в 1 мм либо менее). Один из факторов, который оказывает влияние на вязкость клея, представляет собой количество наполнителя в клее. В общем случае, чем выше будет содержание наполнителя, тем выше будет вязкость. Содержание наполнителя также оказывает влияние на клейкость клея. При более высоких значениях содержания наполнителя клейкость будет меньше. Поэтому для получения клея с высоким содержанием твердой фазы с достаточной клейкостью и вязкостью, достаточно низкой для распределения его тонким слоем, необходимо воспользоваться композициями с относительно низким содержанием наполнителя. Кроме этого трудно равномерно добавлять наполнитель в прозрачные клеи с высоким содержанием твердой фазы, поскольку большинство наполнителей, в том числе прозрачных наполнителей, будут либо не пропускать, либо отражать свет, проходящий через клей, в результате чего клей будет выглядеть непрозрачным. Однако существует большая потребность в увеличении содержания наполнителя в клее, поскольку более высокое содержание наполнителя понижает стоимость клея и уменьшает степень воздействия производства клея на окружающую среду.

Еще одна проблема, связанная с большинством хороших клеев, относится к возможности изменения местоположения материалов, соединяемых с использованием клеев. Обычно, как только у клея развивалась достаточная клейкость для склеивания двух склеиваемых материалов без использования струбцин либо некоторых других типов временных креплений, то уже было трудно изменить местоположение клея по истечении более чем пары минут после его вхождения в контакт со склеиваемыми материалами. Поэтому существует потребность в клее, у которого быстро бы развивалась клейкость так, чтобы два материала, соединяемых с использованием клея, можно было бы соединить и удерживать вместе без использования струбцин по истечении относительно непродолжительного периода времени, но где после соединения двух склеиваемых материалов их положение друг по отношению к другу можно будет изменять в течение относительно продолжительного периода времени.

Поэтому две из числа многих целей данного изобретения относятся к решению данных проблем.

Краткое изложение

Настоящее изобретение относится к отверждаемой влагой клеевой композиции, которая включает в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции от около 5% до около 98 мас.% полимера, который содержит реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, и от около 0,01% до около 4% катализатора. Отверждаемая влагой клеевая композиция необязательно включает от около 0,01% до около 10 мас.% дегидратирующего агента в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции, предназначенного для сохранения стабильной клеевой композиции до прохождения реакции с влагой.

Подходящие полимеры включают те, которые могут содержать реакционно-способные кремнийсодержащие концевые группы. Они включают следующее, но не ограничиваются только им: любой полиалкилоксид, включающий следующее, но не ограничивающийся только им: простые полиэфиры; любые полиалкан, полиалкены и полиалкины; мономеры с замещенным алкилом, такие как, например, стирол; полиакрилаты; любые полимер либо сополимер, которые можно получить с силильными (реакционно-способными кремнийсодержащими) концевыми группами; и их комбинации. Подходящие реакционно-способные кремнийсодержащие концевые группы включают следующее, но не ограничиваются только им: триэтоксисиланы, метилдиэтоксисиланы, трисиланолы, любые алкоксисилан, замещенные силаны, звенья с несколькими силанольными группами и их комбинации. Примеры катализаторов, которые можно использовать, включают следующее, но не ограничиваются только им: катализаторы на основе третичных аминов, оловосодержащие катализаторы, свинецсодержащие катализаторы, висмутсодержащие катализаторы и их смеси.

Кроме этого нет никаких нежелательных легколетучих соединений, относящихся к клеевой композиции настоящего изобретения.

В еще одном варианте реализации изобретения отверждаемая влагой клеевая композиция включает в расчете на полную массу композиции от около 5% до около 95 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, от около 0,01% до около 4 мас.% катализатора и от около 3% до около 35% разбавителя. В то время как для обычно используемых клеев на основе растворителей для достижения первоначальной клейкости требуется от 20 до 30 минут, то, как к удивлению было обнаружено, для отверждаемого влагой клея первоначальная клейкость развивается непосредственно либо почти непосредственно после попадания на воздух, содержание влаги в котором превышает уровень, задаваемый около 20% относительной влажности. Присутствие разбавителя улучшает текучесть, и отверждаемый влагой клей настоящего изобретения характеризуется вязкостью, которая предпочтительно находится в диапазоне от около 1000 сантипуазов (сП) до около 500000 сП, и он выгоден для использования в приложениях, требующих наличия высокой текучести.

Можно использовать тип полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу и катализатор, все те, которые были описаны выше. Подходящие разбавители включают следующее, но не ограничиваются только им: полигликоли, например полипропиленгликоль; минеральные масла, такие как светлое минеральное масло и нефтяное масло; растительные масла, такие как касторовое масло, кукурузное масло, арахисовое масло; жирные кислоты таллового масла, полимеры на основе простых полиэфиров с одной функциональностью; фталатные пластификаторы, такие как бутилбензилфталат и диизодецилфталат; и их смеси. Кроме этого отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения необязательно может включать дегидратирующий агент, наполнитель и усилитель адгезии.

В другом варианте реализации изобретения отверждаемая влагой клеевая композиция включает в расчете на полную массу композиции от около 15% до около 95 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, от около 0,01% до около 4 мас.% катализатора и от около 5% до около 85% наполнителя. Можно использовать тип полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу и катализатор, все те, которые были описаны выше. В то время как для обычно используемых клеевых композиций в отношении величины степени введения наполнителя обычно имеются ограничения, отверждаемый влагой клей настоящего изобретения отличается превосходными физическими свойствами, такими как относительное удлинение, клейкость и предел прочности при сдвиге, в широком диапазоне значений степени введения наполнителя. В дополнение к этому, отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения необязательно может включать от около 0,01% до около 5 мас.% дегидратирующего агента, пигментов и от около 0,01% до около 10 мас.% усилителя адгезии.

В еще одном варианте реализации изобретения отверждаемая влагой клеевая композиция содержит вплоть до около 40 мас.% наполнителя в расчете на полную массу композиции при получении клеевой композиции, которая прозрачна либо по существу прозрачна. В то время как наполнители имеют тенденцию к тому, чтобы становиться причиной появления мутности в обычно используемых клеевых композициях при относительно небольших значениях степени введения наполнителя, к удивлению было обнаружено, что наполнитель, такой как, например, коллоидальный диоксид кремния, площадь удельной поверхности у которого меньше около 250 м²/г, можно использовать при существенно более высоких значениях степени введения наполнителя и получать клеевую композицию, которая сохраняет прозрачность.

Настоящее изобретение дополнительно относится к способу получения отверждаемой влагой клеевой композиции и к способу соединения двух склеиваемых материалов.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут представлены в подробном описании, которое следует далее. Необходимо понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание представляют собой просто примерную иллюстрацию изобретения, и они предназначены для составления общего представления либо для установления рамок понимания природы и характера заявленного изобретения.

Подробное описание

Отверждаемая влагой клеевая композиция

Настоящее изобретение относится к отверждаемой влагой клеевой композиции, которая включает в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции от около 5% до около 98%, предпочтительно от около 10% до около 90%, а более предпочтительно от около 20 до около 85% и еще более предпочтительно от около 25% до около 75 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу; и от около 0,01% до около 4%, предпочтительно от около 0,01 до около 3%, а более предпочтительно от около 0,3% до около 2 мас.% катализатора.

Значение термина «полимер», используемого во всем настоящем документе, включает полимеры и сополимеры. Подходящие полимеры включают следующее, но не ограничиваются только им: те, которые могут содержать реакционно-способные кремнийсодержащие концевые группы, включающие следующее, но не ограничивающиеся только им: любой полиалкилоксид, включающий следующее, но не ограничивающийся только им: простые полиэфиры; любые полиалкан, полиалкен и полиалкин; мономеры с замещенным алкилом, такие как, например, стирол; полиакрилаты; любые полимер либо сополимер, которые можно получить с силильными (реакционно-способными кремнийсодержащими) концевыми группами; и их комбинации. Подходящие реакционно-способные кремнийсодержащие концевые группы включают следующее, но не ограничиваются только им: триэтоксисиланы, метилдиэтоксисиланы, трисиланолы, любые алкоксисилан, замещенные силаны, звенья с несколькими силанольными группами и их комбинации. Примеры катализаторов, которые можно использовать, включают следующее, но не ограничиваются только им: катализаторы на основе третичных аминов, оловосодержащие катализаторы, свинецсодержащие катализаторы, висмутсодержащие катализаторы и их смеси. Дополнительные подробности в отношении катализаторов излагаются далее.

Отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения содержит по существу одну только твердую фазу, обычно менее около 3% легколетучих компонентов и обладает превосходными физическими свойствами. Клеевая композиция вступает в реакцию при воздействии влаги и отличается незначительной усадкой либо отсутствием усадки при отверждении, что контрастно отличает ее от обычно используемых клеевых композиций, которые претерпевают значительную усадку вследствие испарения легколетучих соединений.

Отверждаемая влагой клеевая композиция необязательно включает от около 0,01% до около 10%, предпочтительно от около 0,01% до около 5%, а более предпочтительно от около 0,01% до около 2 мас.% дегидратирующего агента в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции. Дегидратирующий агент предпочтителен для сохранения стабильной клеевой композиции до прохождения реакции с влагой. Отверждаемая влагой клеевая композиция предпочтительно включает от около 0,01% до около 5%, предпочтительно от около 0,4% до около 3%, а более предпочтительно от около 0,5% до около 2 мас.% усилителя адгезии, увеличивающего прочность сцепления при прилипании для клеевой композиции.

В зависимости от упаковки клея, сферы приложения для клея и способа нанесения клея может оказаться необходимым широкий диапазон вязкостей. Предпочтительно клеевая композиция имеет вязкость согласно измерению по ASTM D1084-88 Test Method В при взятии образца композиции из контейнера, в котором она хранится, в диапазоне от около 1000 до около 500000 сантипуазов, более предпочтительно от около 1000 до около 300000 сантипуазов, а более предпочтительно от около 1000 до около 200000 сантипуазов.

В еще одном варианте реализации изобретения отверждаемая влагой клеевая композиция включает полимер, содержащий реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, и катализатор, описанные выше, а также включает разбавитель. Было обнаружено, что присутствие разбавителя в отверждаемых влагой клеевых композициях низкой вязкости, то есть с вязкостью, меньшей около 10000 сантипуазов, а предпочтительно меньшей около 3000 сантипуазов, улучшает текучесть отверждаемой влагой клеевой композиции, а также улучшает клейкость. В данном варианте реализации отверждаемая влагой клеевая композиция включает в расчете на полную массу композиции от около 5% до около 95%, предпочтительно от около 10% до около 90%, еще более предпочтительно от около 20% до около 85 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу; от около 0,01% до около 4%, предпочтительно от около 0,01% до около 3 мас.%, предпочтительно от около 0,3% до около 3 мас.% катализатора; и от около 3% до около 35%, предпочтительно от около 7% до около 25%, предпочтительно от около 10% до около 18%, а еще более предпочтительно от около 12% до около 16% разбавителя.

В то время как для обычных клеев на основе растворителей для достижения клейкости требуется от 20 до 30 минут, для отверждаемого влагой клея, как было обнаружено, клейкость развивается за менее чем около 20 минут, предпочтительно менее чем около 10 минут, более предпочтительно менее чем около одна минута, а еще более предпочтительно непосредственно либо почти непосредственно после попадания на воздух, содержание влаги в котором превышает уровень, задаваемый около 20% относительной влажности, предпочтительно превышает уровень, задаваемый около 25% относительной влажности, а еще более предпочтительно ниже уровня, задаваемого около 30% относительной влажности. В соответствии с ASTM D 907 клейкость в настоящем документе определяют как свойство клея, которое дает ему возможность образовать сцепление с измеряемой прочностью непосредственно после того, как клей и склеиваемый материал будут введены в контакт при низком давлении. Клейкость можно измерить при использовании испытания на клейкость с катящимся шариком в соответствии с ASTM D 3121.

Присутствие разбавителя делает возможными регулировку вязкости и подгонку характеристик текучести в соответствии с различными приложениями. Вязкость отверждаемой влагой клеевой композиции зависит как от количества, так и от вязкости разбавителя. Вязкость разбавителя предпочтительно меньше около 10000 сП, более предпочтительно меньше около 8000 сП, еще более предпочтительно находится в диапазоне от около 2000 сП до около 6000 сП. Вязкость отверждаемой влагой клеевой композиции может находиться в диапазоне от около 1000 сП до около 500000 сП, предпочтительно от около 1000 сП до около 200000, более предпочтительно от около 1000 сП до около 100000 сП. Отверждаемую влагой клеевую композицию можно составить такой, чтобы она была саморастекающейся, и это выгодно для использования в приложениях, требующих высокой текучести. «Саморастекающаяся» обозначает то, что отверждаемая влагой клеевая композиция, будучи один раз введена в контакт со склеиваемым материалом, легко будет перетекать по поверхности склеиваемого материала, что обеспечит достижение по существу равномерной толщины.

Можно использовать тип полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу и катализатор, все те, которые были описаны выше. Подходящие разбавители включают следующее, но не ограничиваются только им: полигликоли, например полипропиленгликоль; минеральные масла, такие как, например, светлое минеральное масло и нефтяное масло; растительные масла, такие как, например, касторовое масло, кукурузное масло и арахисовое масло; жирные кислоты таллового масла, полимеры на основе простых полиэфиров с одной функциональностью; фталатные пластификаторы, такие как бутилбензилфталат и диизодецилфталат; и их смеси. Кроме этого отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения необязательно может включать дегидратирующий агент, наполнитель и усилитель адгезии.

Отверждаемая влагой клеевая композиция, содержащая разбавитель, необязательно также может содержать дегидратирующий агент, усилитель адгезии, либо и то, и другое. Отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения может включать от около 0,01% до около 10%, предпочтительно от около 0,01% до около 5%, а более предпочтительно от около 0,01% до около 2 мас.% дегидратирующего агента в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции и от около 0,01% до около 5%, предпочтительно от около 0,4% до около 3%, а более предпочтительно от около 0,5% до около 2 мас.% усилителя адгезии. Для заданной желательной адгезионной прочности в отверждаемой влагой клеевой композиции будет требоваться меньше усилителя адгезии в сравнении с вариантом реализации отверждаемого влагой клея, который не содержит разбавитель. Подходящие дегидратирующие агенты и усилители адгезии хорошо известны на современном уровне техники и они будут описаны далее.

В еще одном варианте реализации изобретения любая отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения дополнительно может включать наполнитель. Было обнаружено, что для улучшения прочности клеевой композиции, кроме того, при одновременном сохранении характеристик клейкости и вязкости клея можно использовать относительно высокие уровни содержания наполнителя. В одном варианте реализации изобретения отверждаемая влагой клеевая композиция включает в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции: от около 5% до около 95%, а предпочтительно от около 15% до около 85% и более предпочтительно от около 25% до около 75 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу; от около 0,01% до около 4%, предпочтительно от около 0,01% до около 3%, а более предпочтительно от около 0,2% до около 2 мас.% катализатора; и от около 5% до около 85%, предпочтительно от около 10% до около 40%, а более предпочтительно от около 15% до около 40% наполнителя. Можно использовать тип полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу и катализатор, все те, которые были описаны выше. В то время как для обычно используемых клеевых композиций в отношении величины степени введения наполнителя обычно имеются ограничения, отверждаемый влагой клей настоящего изобретения отличается превосходными физическими свойствами, в том числе атмосферостойкостью и сохранением прозрачности, пределом прочности при сдвиге для определенного диапазона поверхностей и первоначальной клейкостью, в широком диапазоне значений степени введения наполнителя.

Если прозрачность отверждаемой влагой клеевой композиции не является необходимой либо желательной характеристикой, то отверждаемый влагой клей настоящего изобретения будет отличаться относительно высоким уровнем содержания наполнителя. К удивлению было обнаружено, что в дополнение к достижению превосходных предела прочности при сдвиге и предела прочности при растяжении вязкость отверждаемой влагой клеевой композиции сохраняется на уровне хорошей вязкости в диапазоне от около 1000 сП до около 500000 сП. Отверждаемая влагой клеевая композиция с высоким значением степени введения наполнителя, как было обнаружено, также отличается хорошей окрашивающей способностью. В одном варианте реализации отверждаемая влагой клеевая композиция включает от около 5% до около 95%, предпочтительно от 10% до около 85%, предпочтительно от около 20% до около 85%, а более предпочтительно от около 25% до около 75 мас.% полимера, содержащего реакционно-способную кремнийорганическую концевую группу, от около 0,01% до около 4%, предпочтительно от около 0,01% до около 3%, а более предпочтительно от около 0,2% до около 2 мас.% катализатора, от около 20% до около 85%; предпочтительно от около 35% до около 85%; более предпочтительно от около 43% до около 85%; а еще более предпочтительно от около 60% до около 85 мас.% наполнителя в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции.

Может быть использован широкий ассортимент наполнителей, и он включает следующее, но не ограничивается только им: оксид цинка, усиливающий технический углерод, неусиливающий технический углерод, полуусиливающий технический углерод, белая сажа, порошкообразный расширенный графит, порошкообразный графит, кристаллический диоксид кремния; плавленый диоксид кремния; силикаты; мел; карбонат кальция, в том числе известняк; тальк; слюда; оксид алюминия; гидроксид алюминия; оксид циркония; диоксид титана; волластонит; полевой шпат; силикаты алюминия; сплошные и пустотелые керамические микросферы, пустотелые сферы из керамики либо пластика; металлические порошки и микрогранулы; древесная мука; доломит; органические пигменты, неорганические пигменты, коллоидальный аморфный диоксид кремния, в том числе гидрофильный и гидрофобный типы, стеклянные микрогранулы, стекловолокна, прозрачные полимерные волокна, прозрачные полимерные микрогранулы, прозрачные полимерные порошки и их комбинации. Примером подходящего наполнителя является карбонат кальция, продаваемый под торговым наименованием Microwhite 100 компанией Imerys из Росвелла, Джорджия.

В еще одном варианте реализации изобретения к удивлению было обнаружено, что отверждаемая влагой клеевая композиция может сохранять свою прозрачность при уровне содержания наполнителя вплоть до около 40 мас.% в расчете на полную массу отверждаемой влагой клеевой композиции. Под «прозрачной» понимается то, что отверждаемый влагой клей является прозрачным в соответствии со стандартным способом испытаний для определения прозрачности и чистоты жидких красок и чернил при измерении в соответствии с ASTM D 2090, который представляет собой способ испытаний, подпадающий под юрисдикцию Комитета D-1 ASTM по краске и покрытиям, материалам и приложениям. В соответствии со способом испытания ASTM D 2090 прозрачность определяют как полное отсутствие какой-либо видимой неоднородности при рассмотрении в массе материала, в колбах либо в пробирках при интенсивном проходящем свете. Кроме этого было обнаружено, что отверждаемая влагой клеевая композиция обнаруживает превосходную стойкость к действию УФ-излучения, что обычно нехарактерно для прозрачной клеевой композиции.

Таким образом, в еще одном варианте реализации отверждаемая влагой клеевая композиция содержит вплоть до около 40%, предпочтительно от около 5% до около 30%, более предпочтительно от около 5% до около 20%, а еще более предпочтительно от около 10% до около 15% наполнителя с получением клеевой композиции, которая прозрачна либо по существу прозрачна при одновременном наличии также и превосходной стабильности клейкости и вязкости. В то время как обычно используемые наполнители, такие как, например, карбонат кальция и диоксид титана, имеют тенденцию к тому, чтобы приводить к получению клеевой композиции с видимой мутностью при относительно небольших значениях степени введения наполнителя, таких как, например, 0,05 мас.% либо более наполнителя, было обнаружено, что использование прозрачного наполнителя приводит к получению отверждаемой влагой клеевой композиции, которая будет прозрачной при существенно более высоких концентрациях наполнителя.

Предпочтительно величина показателя преломления у наполнителя находится в пределах около 30% от значения для отверждаемой влагой клеевой композиции, более предпочтительно в пределах около 20%, еще более предпочтительно в пределах около 10%, а наиболее предпочтительно в пределах около 5% от значения для отверждаемой влагой клеевой композиции. Например, покрытие из отверждаемой влагой клеевой композиции с толщиной около 1 мм предпочтительно пропускает более около 60% видимого спектра солнечного света, более предпочтительно более около 75%, а наиболее предпочтительно более около 90%.

Примеры наполнителей, которые можно использовать для получения отверждаемой влагой клеевой композиции, которая прозрачна либо по существу прозрачна, включают следующее, но не ограничиваются только им: коллоидальный аморфный диоксид кремния, включающий гидрофильный и гидрофобный типы, стеклянные микрогранулы, стекловолокна, прозрачные полимерные волокна, прозрачные полимерные микрогранулы, прозрачные полимерные порошки либо их комбинации. Предпочтительно наполнителем для прозрачного клея является коллоидальный аморфный диоксид кремния, включающий, например, следующее, но не ограничивающийся только им: гидрофильные коллоидальные формы диоксида кремния и гидрофобные коллоидальные формы диоксида кремния. Примеры подходящих коллоидальных форм диоксида кремния продаются компанией Wacker HDK из Мюнхена, Германия под торговыми наименованиями S13, V15, V15A, N20, N20P для гидрофильных коллоидальных форм диоксида кремния и Н15, Н15Р, Н20, H30, Н18 и Н2000 для гидрофобных коллоидальных форм диоксида кремния. Еще одним подходящим наполнителем для прозрачного клея является коллоидальный диоксид кремния, продаваемый под торговым наименованием Aerosil OX-50 компанией Degussa Corporation из Риджфильд-Парка, Нью-Джерси.

При получении отверждаемой влагой клеевой композиции, которая прозрачна либо по существу прозрачна, частицы наполнителя предпочтительно характеризуются средней площадью удельной поверхности, меньшей около 250 м²/г, предпочтительно меньшей около 150 м²/г, более предпочтительно меньшей около 75 м²/г, а еще более предпочтительно меньшей около 65 м²/г. Для достижения прозрачности, используемой при существенно более высоких значениях степени введения наполнителя, предпочитается, чтобы у наполнителя площадь удельной поверхности была бы меньше около 90 м²/г, а еще более предпочтительно меньше около 65 м²/г. Отверждаемая влагой клеевая композиция настоящего изобретения предпочтительно включает менее около 10%, а еще более предпочтительно менее около 7 мас.% наполнителя, площадь удельной поверхности которого превышает около 90 м²/г, в противном случае значительно возрастает вязкость и у отверждаемой влагой клеевой композиции может обнаружиться мутность. Среднечисленный размер частиц наполнителя должен находиться в диапазоне от около 30 нм до около 70 нм, предпочтительно от около 40 нм до около 60 нм, а еще более предпочтительно от около 45 нм до около 55 нм. Например, наполнителем, у которого площадь удельной поверхности находится в диапазоне от около 35 м²/г до около 65 м²/г, а среднечисленный размер частиц около равен 40 нанометрам, например, является Aerosil OX-50 от компании Degussa Corporation из Риджфильд-Парка, Нью-Джерси. Приведенные ниже примеры демонстрируют отверждаемые влагой клеевые композиции, содержащие коллоидальный диоксид кремния с различными величинами площади удельной поверхности и превосходными результатами после воздействия УФ-излучения в приборе для испытания на атмосферостойкость QUV.

В еще одном варианте реализации отверждаемая влагой клеевая композиция включает два либо более наполнителей с различными площадями удельной поверхности. Наполнитель, площадь удельной поверхности которого превышает около 65 м²/г, а предпочтительно превышает около 90 м²/г, используется для ингибирования либо исключения образования наплывов. Отверждаемая влагой клеевая композиция предпочтительно включает вплоть до около 4%, более предпочтительно вплоть до около 3%, а еще более предпочтительно вплоть до около 1,5 мас.% наполнителя, у которого площадь удельной поверхности превышает около 90 м²/г. Поскольку наполнитель, у которого площадь удельной поверхности равна около 90 м²/г и более, увеличивает вязкость, а также оказывает воздействие на прозрачность отверждаемой влагой клеевой композиции, то для сохранения прозрачности у отверждаемой влагой клеевой композиции специалист в соответствующей области сможет определить надлежащую концентрацию для каждого из двух либо более наполнителей в зависимости от площади удельной поверхности наполнителей.

Отверждаемая влагой клеевая композиция вариантов реализации, описанных выше, необязательно включает от около 0,01% до около 4%, более предпочтительно от около 0,5% до около 3%; а наиболее предпочтительно от около 1,0% до около 2,5 мас.% антиоксиданта в расчете на полную массу отверждаемой влагой композиции. В дополнение к этому, отверждаемая влагой клеевая композиция необязательно включает дополнительные необязательные ингредиенты, включающие следующее, но не ограничивающиеся только им: антиоксиданты, катализаторы, смазки, сухие разбавители, биоциды, усилители адгезии, поглотители и стабилизаторы ультрафиолетового излучения.

Еще одним значительным преимуществом изобретения, описанного в настоящем документе, является по существу непродолжительное время, необходимое для развития клейкости, и возможность изменения местоположения склеиваемого материала либо склеиваемых материалов, как только в отверждаемой влагой клеевой композиции разовьется клейкость.

В дополнение к этому, отверждаемую влагой клеевую композицию можно использовать для низкотемпературных приложений и в широком диапазоне температур нанесения. Для обеспечения хороших низкотемпературных нанесения и использования желательно, чтобы у отверждаемого влагой клея была бы низкая температура стеклования. Предпочтительно у отверждаемой влагой клеевой композиции температура стеклования (Tg) меньше около 0°С, более предпочтительно меньше около -20°С, а наиболее предпочтительно меньше около -40°С. Для того чтобы пользоваться клеем в широком ассортименте сред, желательно, чтобы отверждаемый влагой клей характеризовался бы широким диапазоном температур нанесения. Диапазон температур нанесения представляет собой температуру, при которой клей может быть нанесен, и он все еще сможет отверждаться и функционировать на уровне либо вблизи уровня своих оптимальных характеристик по отверждению и физическим свойствам. Предпочтительно диапазон температур нанесения заключен в пределах от около -20 до около 60°С, более предпочтительно от около 0°С до около 45°С, а наиболее предпочтительно от около 5°С до около 38°С. Диапазон температур эксплуатации представляет собой такой диапазон температур, в котором отвержденный клей будет сохранять свои по существу полные прочность, адгезию и эластичность. Предпочтительно по существу полные прочность, адгезия и эластичность клея превышают 80% от максимальных прочности, адгезии и эластичности клея в пределах данного температурного диапазона. Предпочтительно диапазон температур э