用于制造可热活化的粘合粒子的系统和方法.pdf

一种用于制备可制成用于将物体保持到例如玻璃表面的表面的元件的可热活化的粘合粒子的方法和装置。制造该可热活化的粒子的装置和方法包括以下步骤：将包含至少一种双官能团聚合物和至少一种多官能团聚合物的至少第一组分引入挤出机，加热第一组分，将包含异氰酸酯和粉末助流剂（例如锻制氧化硅）引入到引入第一组分的下游点，在挤出机中结合第一和第二组分形成可流动的化合物，通过切割对离开挤出机的挤出的化合物进行造粒、从而形成可热活化的粘合粒子，以及干燥粒子。在本发明的一个实施例中，对粒子施加催化剂以形成催化剂涂覆的可热活化的粘合粒子。在本发明的另一实施例中，将催化剂加入挤出机中形成含催化剂的可热活化的粘合粒子。

1.一种制备用于粘结第一组件和第二组件的可热活化的粘合粒子的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：形成包含至少第一聚合物和第二聚合物的第一部分，所述第一聚合物是双官能团聚合物并且所述第二聚合物是多官能团聚合物；形成包含异氰酸酯和助流剂的第二部分；将所述第一部分引入挤出机；在所述挤出机中加热所述第一部分；将所述第二部分引入所述挤出机；以及加入催化剂。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一部分引入所述挤出机的下游点但在引入所述第二部分之前将所述催化剂引入所述挤出机。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一部分引入所述挤出机的下游点但在引入所述第二部分之后将所述催化剂引入所述挤出机。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂在引入所述挤出机之前与所述第二部分结合。 5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部分形成挤出的组合物，所述方法包括对所述挤出的组合物塑形的步骤。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部分形成挤出的组合物，所述方法包括由所述挤出的组合物形成粒子的步骤。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述粒子上涂覆所述催化剂。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂的所述涂覆是喷涂。 9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粒子制成用于连接可与另一组件连接的组件的物品。 10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双官能团聚合物是大二醇，所述多官能团聚合物是大多元醇。 11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以按重量计约40%至约95%之间的量提供所述双官能团聚合物，以按重量计约5%至约50%之间的量提供所述多官能团聚合物。 12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二聚合物的熔点高于40°C。 13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂是叔胺。 14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二部分的所述助流剂是锻制氧化硅。 15.一种制备用于粘结第一组件和第二组件的可热活化的粘合粒子的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：形成包含至少第一聚合物和第二聚合物的第一部分；形成包含异氰酸酯和助流剂的第二部分；将所述第一部分引入挤出机；在所述挤出机中加热所述第一部分；将所述第二部分引入所述挤出机；以及加入催化剂。 16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述第一部分引入所述挤出机的下游点但在引入所述第二部分之前将所述催化剂引入所述挤出机。 17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述第一部分引入所述挤出机的下游点但在引入所述第二部分之后将所述催化剂引入所述挤出机。 18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述催化剂与所述第二部分结合。 19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部分形成挤出的组合物，所述方法包括对所述挤出的组合物塑形的步骤。 20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部分形成挤出的组合物，所述方法包括由所述挤出的组合物形成粒子的步骤。 21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述粒子上涂覆所述催化剂。 22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述催化剂的所述涂覆是喷涂。 23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述粒子制成用于连接可与另一组件连接的组件的物品。 24.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一部分的所述第一聚合物是双官能团聚合物，所述第一部分的所述第二聚合物是多官能团聚合物。 25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述双官能团聚合物是大二醇，所述多官能团聚合物是大多元醇。 26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，以按重量计约40%和约95%之间的量提供所述双官能团聚合物，以按重量计约5%和约50%之间的量提供所述多官能团聚合物。 27.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一和第二聚合物的熔点高于40°C。 28.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述催化剂是叔胺。 29.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二部分的助流剂是锻制氧化硅。 30.一种用于制备用于粘结第一组件和第二组件的可热活化的粘合粒子的系统，其特征在于，所述系统包含：挤出机，所述挤出机包含：用于引入包含第一聚合物和第二聚合物的第一部分的第一入口；用于引入包含异氰酸酯和助流剂的第二部分的第二入口；以及出口，包含第一和第二部分的化合物从所述出口离开；用于对所述化合物进行造粒的造粒机；以及催化剂引入元件。 31.根据权利要求30所述的系统，其特征在于，所述催化剂引入元件是所述第二入口。 32.根据权利要求30所述的系统，其特征在于，进一步包括用于用所述催化剂涂覆所述粒子的涂覆机，所述催化剂引入元件是所述涂覆机。 33.一种用于制备用于粘结第一组件和第二组件的可热活化的粘合粒子的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：形成包含至少一种双官能团聚合物和至少一种多官能团聚合物的第一混合物；形成包含助流剂和选自由双官能团异氰酸酯和多官能团异氰酸酯组成的群组的至少一种异氰酸酯的第二混合物；将所述第一混合物引入挤出机；将所述第二混合物引入所述挤出机。 34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，在引入所述第一混合物之后将所述第二混合物引入所述挤出机。 35.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，将所述第二混合物与引入所述第一混合物的同时引入所述挤出机。 36.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，包括从所述挤出机挤出可热活化的粘合剂的步骤，以及将催化剂加入挤出的可热活化的粘合剂中的步骤。 37.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，包括将催化剂加入挤出机中的混合物中的步骤。 38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，包括在引入所述第一混合物的同时引入所述催化剂的步骤。 39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，包括在引入所述第一混合物之后引入所述催化剂的步骤。 40.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，包括在引入所述第二混合物的同时引入所述催化剂的步骤。 41.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，包括在引入所述第二混合物之后引入所述催化剂的步骤。

技术领域

本发明总体上涉及用于将物体保持到例如玻璃表面这样的表面的可 以制成例如粉末、线、管子、圆盘或小片（tablet）这样的元件（element） 的可热活化的粘合粒子（heat-activable adhesive pellet）的制造。更具体地， 本发明涉及一种通过挤出制造可热活化的粘合粒子的系统和方法，其中， 将至少两种聚合物的混合物引入挤出机中，并且在将至少两种聚合物的混 合物引入挤出机之后在工艺中的某一点添加催化剂和异氰酸酯。

背景技术

用于任意多种应用的第一组件和第二组件的连接可以由包括机械或 化学紧固的任意若干种公知的紧固方法完成。机械紧固尽管常常是实用且 可靠的，但并不总能用于每一种应用。例如，在第一组件连接至第二组件 并且钻入或以其它方式改变第二组件来进行机械连接是不想要或不现实 的情况下，化学紧固是唯一的另一选择。这种情况例如是组件被连接至玻 璃表面，即第二组件的情况。组件-玻璃布置的例子可见于汽车工业：后 视镜或金属铰链需要连接到玻璃表面。需要组件-玻璃连接的其它例子存 在于例如住宅和办公建筑中。

那些试图利用化学紧固连接组件和玻璃所面临的初期挑战包括由于 加热-冷却循环和紫外线照射引起的早期部分或完全失效。

尽管现代粘合剂已经总体上克服了粘合剂将组件保持在适当位置随 着时间流逝的失效，但在生产粘合材料方面依然存在问题。大多数生产粘 合材料的公知方法耗费时间且需要昂贵的设备。生产粘合材料的公知方法 还遭受高度的材料损耗。

因此在紧固件技术的诸多领域，在用于粘附组件和玻璃或其它基板的 粘合剂领域存在制备粘合剂组合物的替代方法和装置的发展空间。

发明内容

本发明提供一种用于制备将物体保持到例如玻璃表面这样的表面的 可热活化的粘合元件的系统。制造可热活化的元件的装置和方法包括将包 含至少两种聚合物的第一组分引入挤出机的步骤、加热第一组分的步骤、 在引入第一组分的下游点引入包含异氰酸酯和粉末助流剂（例如锻制氧化 硅（fumed silica））的第二组分的步骤、在挤出机中结合第一和第二组分 形成可流动的化合物的步骤、通过切断对离开挤出机的挤出的化合物进行 造粒从而形成可热活化的粘合粒子的步骤，以及干燥粒子的步骤。至少两 种聚合物的混合物包含双官能团聚合物和多官能团聚合物。双官能团聚合 物最好是大二醇（macrodiol），多官能团聚合物最好是大多元醇 （macropolyol）。

在将第一组分引入挤出机之后加入催化剂。具体地，根据本发明的第 一实施例，一俟形成粒子，可以在粒子上涂覆催化剂，或者根据本发明的 第二实施例，催化剂可以包括在第二组分中用以引入第一组分加入点的挤 出机下游。

在第一实施例中，将形成的粒子引入涂覆系统中，在该涂覆系统中， 在高速气流下将异丙醇中的催化剂溶液喷成雾状涂覆粒子。

在第二实施例中，将聚合物引入挤出机，而在聚合物插入点的下游点 将异氰酸酯和催化剂引入挤出机。通过这种方式，异氰酸酯和催化剂在化 合物离开挤出机造粒之前成为化合物的一部分。虽然异氰酸酯和催化剂可 以同时引入挤出机，但这不是在一切情况下必然的情况。第二实施例的可 能的变型包括在引入聚合物之后但在引入异氰酸酯的点之前的点将催化 剂引入挤出机，或者，作为替代的，在引入聚合物之后但在引入催化剂的 点之前的点将异氰酸酯引入挤出机，或者，作为替代的，在引入聚合物的 过程中将异氰酸酯和催化剂引入挤出机。

不拘于实施例，本发明提供一种成本效益好、实用且有效的方式制备 可热活化的粘合粒子，该粘合粒子可以制成各种形状和尺寸，用于连接组 件和例如玻璃的另一材料。

当结合附图和权利要求书参考优选实施例的详细说明时，本发明的其 它优点和特征将显而易见。

附图说明

为了更加彻底地理解本发明，现在将通过本发明的实施例参照在附图 中详细说明的实施方式进行以下说明，附图中：

图1是根据本发明的第一实施例用于制备可热活化的粘合粒子的方法 和装置的图解说明，其中催化剂涂覆在粒子上；

图2是根据本发明的第二实施例用于制备可热活化的粘合粒子的方法 和装置的图解说明，其中当形成粒子的化合物通过挤出机时催化剂加入到 其中；

图3是总体上表示组件的玻璃连接侧的透视图，其中组件上具有本发 明公开的粘合粉末；以及

图4是表示图3的组件连接到玻璃的一部分的透视图，该连接通过利 用本发明公开的粘合组合物实现。

具体实施方式

在以下说明中，对两个不同构建的实施例描述各种操作参数和组件。 这些具体参数和组件是作为实施例列出的，不是为了限制。

以下将对形成本发明公开的可热活化的粒子的优选方法和装置进行 说明：

I.形成粒子的化合物的组分

本发明公开的组合物提供用于形成例如粉末、线、管子、圆盘或小片 这样的元件的可热活化的粘合粒子，其用于将物体保持到例如玻璃表面这 样的表面。将元件预施加到组件上用于立即或稍后热活化粘附到例如车辆 玻璃上。

总体上，本发明公开的可热活化的粒子由至少两种聚合物、至少一种 粉末形式的固态二异氰酸酯或多异氰酸酯和催化剂制成。

聚合物

组合物最好包括两种聚合物，即双官能团聚合物和多官能团聚合物。 可以在不背离本发明的主旨和范围的情况下加入额外的聚合物。优选的聚 合物在室温下为固态或半固态。双官能团聚合物包含与异氰酸酯官能团反 应的两个官能团，例如乙醇。多官能团聚合物包含与异氰酸酯官能团反应 的若干个官能团，例如乙醇。选择的聚合物之一必须能够交联，因此是显 示高机械性能的多官能团聚合物。聚合物既不封端也不失活。

双官能团聚合物包含大二醇（macrodiol）（例如聚对苯二甲酸-己二酸 -己二醇（poly(terepthalic acid–adipic acid–hexane diol)）和/或聚己二酸- 己二醇（poly(adipic acid-hexane diol））。双官能团聚合物充当反应载体。 当熔化时，其在其它可能的成分之间进行接触并且其同时与异氰酸酯反 应。根据刚性或柔性单元的比率，双官能团聚合物对粘合剂提供柔性或刚 性。适合的双官能团聚合物的非限制性例子包括由德国埃森市的赢创德固 赛责任有限公司（Evonik Degussa GmbH）生产的Dynacoll7000TM。

多官能团聚合物包含大多元醇（macropolyol）（例如聚苯乙烯-烯丙醇 共聚物（poly(styrene-allyl alcohol)copolymers），羟基数80-300）。多官能 团聚合物与异氰酸酯交联，因此增加了机械性质和老化性能。适合的多官 能团聚合物的非限制性例子包括由美国德克萨斯州休斯顿市的利安德化 学公司（Lyondell Chemical Company）生产的SAA-100TM和SAA-101TM。

异氰酸酯

组合物最好包括双官能团分子和多官能团分子的至少一种或两者都 包括在内。优选但并非排他地，双官能团分子是含有两个官能团的二异氰 酸酯，优选但并非排他地，多官能团分子是含有若干个异氰酸酯官能团的 多异氰酸酯。二者都是粉末形式。还可以加入额外的二异氰酸酯或多异氰 酸酯而不背离本发明的主旨和范围。异氰酸酯可以是异氰酸酯二聚体，例 如2,4-双氧-1,3-二氮杂环丁烷-1,3-二(甲基间苯)二异氰酸酯 （2,4-dioxo-1,3-diazetidine-1,3-bis(methyl-m-phenylene)di-isocyanate）。

异氰酸酯与双官能团聚合物聚合并且与多官能团聚合物交联，因此增 加了机械性质和老化性能。

应当注意的是，在制造之前双官能团和多官能团分子不必是失活的。 此外，在粘结发生之前双官能团和多官能团分子不必是非封端的。相应地， 组合物不需要失活的异氰酸酯或使异氰酸酯失活的试剂（agent）。因此， 所述的组合物在时间、材料和总体成本节省方面优于公知组合物。

催化剂

组合物最好包括催化剂。在不背离本发明的主旨和范围的情况下可以 加入额外的催化剂。更优选的催化剂是叔胺（tertiary amine）。最优选的叔 胺是表现出提供快速活化的3-羟基奎宁（3-hydroxyquinuclidine）。尽管叔 胺催化剂3-羟基奎宁是优选催化剂，但也可以使用其它叔胺催化剂。替代 选择包括但不限于：4-(二甲氨基)苯甲酸（4-(dimethylamino)4,6-二甲基-2-羟基嘧啶（4,6-dimethyl-2-hydroxy pyrimidine）、4-羟基喹唑 啉（4-hydroxyquinazoline）、2,4-二羟基喹啉（2,4-quinolinediol）,甲基亚 氨二乙酸（methyliminodiacetic acid）,N-苄基亚胺二乙酸 （N-benzyliminodiacetic acid）,3-羟基-2-喹喔啉羧酸 （3-hydroxy-2-quinoxaline carboxylic acid）,2-羟基喹啉 （2-hydroxyquinoline）,3-乙酰基-2-甲基-5H-[1]苯并吡喃[2,3-b]吡啶-5- 酮（3-acethyl-2-methyl-5H-[1]benzopyrano[2,3-b]pyridin-5-one）、3-喹喔啉 羧酸（3-quinolinecarboxylic acid）以及8-羟基-2-喹啉羧酸 （8-hydroxy-2-quinoline carboxylic acid）。

众所周知，催化剂加快了反应速度。优选的叔胺催化剂具有高反应性， 因此可以在相对低的浓度下提供叔胺催化剂。优选的叔胺催化剂之所以如 此有效，原因在于其加速了获得组件抓靠基板的稳定性所需要的初粘强度 建立时间（establishment of green strength time，粘合剂在完全固化之前被 处理的能力），在相同温度以及在相同加热工艺的情况下，公开的组合物 将该时间从公知组合物的15分钟缩短至约5秒。

助流剂

组合物最好包括一定量的助流剂（flow-enhancer），例如锻制氧化硅 （fumed silica）。可以使用包括例如在高温下用氢气和氧气氧化蒸发的四 氯化硅制成的锻制氧化硅（赢创德固赛责任有限公司）的任何种 二氧化硅产品。

可选的添加剂

组合物可以包括一种或多种添加剂。举例且非限制地，这样的添加剂 可以选自包含炭黑、着色剂和提供抗紫外线保护的稳定剂的群组。可以在 挤出工艺开始处或接近挤出工艺开始处、在挤出工艺结束处或接近挤出工 艺结束处、或这两个过程之间的任何地方加入添加剂。

II.用于形成化合物和粒子的装置

A.挤出机

本发明提供两种制备挤出的组合物的方法。这两种方法都需要使用挤 出机。这两种方法都需要使用能够接收至少两种分开的混合物的挤出机， 其中一种混合物在开始处，一种在第一混合物开始插入区域的下游。这两 种方法也都需要使用从头到尾具有分离的区域的挤出机，其中每一个区域 的温度能够独立于邻近区域而调高或调低。优选具有例如在约5至20之 间的若干个区域的挤出机。挤出的温度总体上从输入端至输出端逐渐下 降，并且为每一个区域相应地选择适合的温度。还根据流动需要选择每一 个区域的温度。具体地，必须选择温度，使得低于选择的温度时聚合物将 不软化（否则不可能挤出）并且高于选择的温度时反应将在挤出工艺过程 中在挤出机内部开始（并且挤出机将被堵塞）。挤出机的第一区域的输入 端的温度高于挤出机的邻近的第二区域，每一个邻近下游的挤出机区域的 温度依次低于邻近上游的区域。因此，挤出温度总是低于聚合物在标准压 力条件下的熔化温度。众所周知，剪切力太低会导致不令人满意的混合， 而剪切力太高会破坏组分。因此，将挤出机螺杆的外形设计为在不导致破 坏（例如降解）组分本身的情况下使组分的良好混合最大化。螺杆的形状 在整个螺杆长度上可以是变化的，从而实现所属技术领域公知的最大化结 果。

尽管可以在同一挤出机上利用这两种方法，但需要根据必不可少的转 动和区域温度调节挤出机。具体地，当用于用催化剂涂覆产生的粒子的第 一方法时的挤出机的设置需要从一端至另一端的区域的各个温度的范围 在约100°C至40°C之间。

上一段落说明了当用于第一方法时的挤出机设置。当使用化合物仍留 在挤出机中时将催化剂嵌入化合物的第二方法时，挤出机的设置需要从一 端至另一端的区域的各个温度的范围在约60°C至20°C之间。

可以用在两种方法中用于制备组合物的挤出机的非限制性例子是，购 自意大利松德里奧省的TSA的具有45mm的直径的同向双螺杆挤出机。

B.造粒机

本发明公开的两种方法都需要造粒机由挤出的组分形成粒子。两种方 法都可以利用具有约10m3/h的水流量的造粒机和具有约200–4000rpm 的速度的切割机。切割形成的粒子之后是离心机分离，然后在约40°C进 行空气干燥。

除了这些常规要求之外，在需要的造粒机之间存在差异。用于用催化 剂涂覆产生的粒子的第一方法的造粒机需要低于35°C的水温。用于化合 物仍留在挤出机中时将催化剂嵌入化合物的第二方法的造粒机需要约5°C 的较低水温。

可以用在两种方法中用于制备组合物的造粒机的非限制性例子是，水 下造粒和离心干燥单元（underwater pelletizing and centrifugal drying），例 如可以从德国仙滕的GALA塑料和橡胶机械有限公司（GALA Kunstsoff  und Kautschukmaschinen GmbH）购得。

C.涂覆机

根据本发明制备可热活化的粒子的第一方法导致粒子在它们从造粒 工艺中出来时不包含催化剂。因此，需要通过涂覆机用催化剂涂覆粒子。 用催化剂涂覆粒子需要的涂覆机是在高速气流下将异丙醇中的催化剂溶 液喷成雾状从而涂覆粒子的类型。涂覆机应当以约5至15g/分（1巴）之 间的流速提供溶解的催化剂，并且应当在约30°C至40°C之间以约200至 250m3/h之间的流速提供气流。

可以用来用催化剂涂覆粒子的涂覆机的一个非限制性例子是，从德国 魏玛的格拉特工程有限公司（GLATT Ingenieurtechnik GmbH）购得。（该 设备是能够干燥、制粒、涂覆和造粒的间歇流化床系统。）

III.制备粒子的方法

本发明提供制备可热活化的粘合粒子的两种可选方法。总的来说，在 聚合物的熔化温度接近粘合剂的交联温度的情况下选择第一方法，而在聚 合物的熔化温度低于粘合剂的交联温度至少20°C的情况下选择第二方 法。

A.制备组合物的第一方法——催化剂涂覆

根据在粒子上涂覆催化剂的第一方法制备组合物的通用方法在图1中 进行阐述，图1表示建议的但非限制性的制备方法。如图1所示，首先根 据以下表1示出的比率通过结合至少一种双官能团聚合物和多官能团聚合 物形成第一部分。

表1

通过结合一定量的第一聚合物和一定量的第二聚合物制备第一部分。 第一部分（以及第二和第三部分）的组成百分比范围在表1中列出。尽管 认定为优选、更优选和最优选的范围，但应当理解的是，表1中列出的百 分比数量是用作说明的目的而不是为了限制。

一俟结合，将第一部分插入挤出机中。第一部分通过挤出机处理，螺 杆速度调整至约125至225rpm之间。双加热区域（dual heat zones）的温 度设定为从输入端至输出端逐渐下降，第一区域的温度比插入挤出机中的 聚合物的熔点低20°C。接下来相继的区域（根据实施例的接下来的八个 区域）的温度下降，从100°C下降至80°C、至60°C、至40°C。

可以在插入第一部分的下游区将组合物的第二部分加入熔化物中。根 据表1中列出的比率制备第二部分，其中表1示出了第二部分的组成百分 比范围。再一次地，尽管认定为优选、更优选和最优选的范围，但应当理 解的是，表1中列出的百分比数量是用作说明的目的而不是为了限制。

第二部分是异氰酸酯和锻制氧化硅（为了增加流动）的粉末状混合物。 将其引入熔化的第一部分中。根据表2列出的比率将第一部分和第二部分 插入挤出机中，其中表2列出的比率是用作说明的目的而不是为了限制。

表2

  第一部分 第二部分 优选的范围(%) 40–97 5–40 更优选的范围(%) 55–95 5–30 最优选的范围(%) 82–92 8–18

一俟将第二部分引入挤出机中熔化的第一部分中，第二部分与第一部 分结合形成可流动的组合物并且加热至60°C。当进入温度约为40°C的挤 出机的最后一个区域时，组合物完全混合形成为单一、均匀的批量（batch）， 并且准备离开挤出机。

离开挤出机后，组合物进入用于造粒的水流中。水温低于35°C，流 速在约5至15m3/h之间。用速度调整至约200-4000rpm之间的切削工具 对流出的组合物进行造粒。切割形成的粒子之后用离心机分离，然后在约 40°C进行空气干燥。造粒工艺的产品是可热活化的、无催化剂的粒子。

得到的粒子是无催化剂、可热活化的粘合剂。依照根据本发明制备可 热活化的粘合粒子的第一方法，催化剂作为涂层应用到粒子上。为了实现 该步骤，如图1所示，将粒子引入漏斗中，在此将催化剂（溶解在异丙醇 中）注入流动的空气中，从而通过喷涂涂覆粒子。催化剂以约5至15g/ 分（1巴）之间的比率流动。气流在约200至250m3/h之间，温度约30°C。 异丙醇中的催化剂的建议比率在表1中列出。

粒子的组成

根据上述方法制得的粒子包含如以下表3所列出的组成部分1、2和3。

表3

  第一部分 第二部分 第三部分 优选的范围(%) 40–97 5–40 0–2 更优选的范围(%) 55–95 5–30 0.025–1.5 最优选的范围(%) 82–92 8–18 0.05–1

实施例-第一方法

下面将说明根据第一方法形成本发明公开的可热活化的粘合粒子的 非限制性实施例。

步骤1：形成并加热第一部分

设置由TSA（意大利松德里奧省）提供的挤出机用于本操作。通过结 合95%的双官能团聚合物和5%的多官能团聚合物制备第一部分。将第一 部分引入挤出机中，然后根据图1所示以及结合其所说明的逐步加热工艺 在挤出机中加热第一部分。

步骤2：形成第二部分

通过结合98%的异氰酸酯和2%的锻制氧化硅制备第二部分。

步骤3：形成结合的组合物

如图1所示以及结合其所讨论的，将第二部分引入到引入第一部分的 区域的挤出机下游。根据图1以及结合其所讨论的，加热结合的组合物。

步骤4：造粒

设置由GALA塑料和橡胶机械有限公司（德国仙滕）提供的造粒机用 于本操作。按照上述相对于如图1所示以及结合其所讨论的方法进行造粒。

步骤5：用催化剂涂覆粒子

利用由上述格拉特工程有限公司提供的涂覆机进行无催化剂粒子的 涂覆。装置具有喷动床嵌入物（spouted bed insert）和内部过滤系统。电加 热器调节流入流化床部分的空气，空气的流动由受控制的风扇调控。利用 连接到漏斗底部的双喷嘴喷雾器通过压缩空气将液体制剂喷成雾状。从喷 嘴喷出的液体的体积通过蠕动泵计量。涂覆时间通常在4至22分钟之间。

产生的涂覆粒子由90%的第一部分、9.8%的第二部分和0.2%的第三 部分（催化剂）组成。

B.制备组合物的第二方法——催化剂作为组合物的一部分

尽管上述在粒子形成之后施加催化剂的制备粒子的第一方法的工艺 是制备的一种方法，但应当理解的是，可以实施替代的方法。如前所述， 尽管在粘合剂具有熔化温度接近粘合剂的交联温度的聚合物的情况下，优 选第一方法，但在聚合物的熔化温度远低于粘合剂的交联温度的情况下， 优选这里说明的第二方法。

根据第二方法制备组合物的通用方法在图2中进行阐述，第二方法中 催化剂是组合物的一部分并且在离开挤出机之前被引入熔化物中，图2表 示建议的但非限制性的制备方法。如图2所示，首先根据以下表4示出的 比率结合两种聚合物形成第一部分。

表4

通过结合一定量的第一聚合物和一定量的第二聚合物制备第一部分。 第一部分（以及第二和第三部分）的组成百分比范围在表4中列出。尽管 认定为优选、更优选和最优选的范围，但应当理解的是，表4中列出的百 分比数量是用作说明的目的而不是为了限制。

一俟制备完成，将第一部分插入挤出机中。第一部分通过挤出机处理。 各个加热区域的温度设定成从输入端至输出端逐渐下降，第一区域的温度 比插入挤出机中的聚合物的熔点低10°C。接下来相继的区域（根据实施 例的接下来的八个区域）的温度下降，从50°C下降至40°C，然后至30°C 和至20-25°C。

可以在插入第一部分的下游区将组合物的第二部分加入到熔化物中。 根据表4中列出的比率制备第二部分，其中表4示出了第二部分的组成百 分比范围。再一次地，尽管认定为优选、更优选和最优选的范围，但应当 理解的是，表4中列出的百分比数量是用作说明的目的而不是为了限制。

第二部分是异氰酸酯、锻制氧化硅（为了增加流动）和催化剂的粉末 状混合物。将其引入熔化的第一部分中。根据表5列出的比率将第一部分 和第二部分插入挤出机中，其中表5列出的比率是用作说明的目的而不是 为了限制。可以将异氰酸酯和催化剂同时引入挤出机中作为第二部分或者 可以在沿挤出机的不同点将它们引入挤出机中，使得在第一部分之后但在 引入催化剂的点之前将异氰酸酯引入挤出机中，或者可以在第一部分之后 但在引入异氰酸酯的点之前的点引入催化剂。

表5

  第一部分 第二部分 优选的范围(%) 40–97 5–40 更优选的范围(%) 55–95 5–30 最优选的范围(%) 82–92 8–18

一俟将第二部分引入挤出机中熔化的第一部分中，第二部分与第一部 分结合形成可流动的组合物并且调整至约20-25°C。当进入挤出机的最后 一个区域时，组合物完全混合形成为单一、均匀的批量，并且准备离开挤 出机。离开挤出机后，组合物进入用于造粒的水流中。水温处于约5°C至 15°C之间，流速在约5至15m3/h之间。用速度调整至约200-4000rpm 之间的切削工具对流出的组合物进行造粒。切割形成的粒子之后用离心机 分离，然后在约40°C进行空气干燥。造粒工艺的产品是可热活化的、包 含催化剂的粘合粒子。

粒子的组成

根据上述方法制得的粒子包含如上述表5所列出的组成部分1和2。

实施例-第二方法

下面将说明根据第二方法形成本发明公开的可热活化的粘合粒子的 非限制性实施例。

步骤1：形成并加热第一部分

设置由TSA（意大利松德里奧省）提供的挤出机用于本操作。通过结 合90%的双官能团聚合物和10%的多官能团聚合物制备第一部分。将第一 部分引入挤出机中，然后根据图1所示以及结合其所说明的逐步加热工艺 在挤出机中加热第一部分。

步骤2：形成第二部分

通过结合97%的异氰酸酯、2%的锻制氧化硅和1%的催化剂制备第二 部分。

步骤3：形成结合的组合物

如图1所示以及结合其所讨论的，将第二部分引入到引入第一部分的 区域的挤出机下游。根据图1以及结合其所讨论的，加热结合的组合物。

步骤4：造粒

设置由GALA塑料和橡胶机械有限公司（德国仙滕）提供的造粒机用 于本操作。按照上述相对于如图1所示以及结合其所讨论的方法进行造粒。 得到的涂覆粒子由85%的第一部分和15%的第二部分组成。

IV.粒子的用途

由第一或第二方法制得的粒子可以按原样使用，或者可以通过加热或 压缩（例如，利用制片机（tabletizer））将粒子制成各种用于连接组件的可 热活化的粘合元件，用于连接稍后粘附至例如玻璃这样的物品的组件（尽 管这里可以包括需要连接的其它物品，但通常是金属或塑料组件）。可以 将粒子制成粉末、带状物、板、管子、圆盘、小片或用于物品-玻璃粘附 目的的任何其它形状。一俟形成，例如小片这样的粘合元件与物品的连接 通过加热物品本身来完成。连接方法的一个可能的非限制性例子是，首先 将组件装配至简单的传导粘结工具（conduction bonding tool），然后通过该 工具加热组件。然而，也可以使用任何其它实用的加热准备粘结的组件的 方法，包括感应加热、红外线加热和热风加热。粘合剂本身充分加热到约 60°C至160°C之间，从而启动粘结的良性反应。

可以以多种方式对组件预施加形成的粒子或其它物品。例如，可以将 小片至少部分地插入在组件中形成的孔中，随后对小片施加轻微压力以确 保连接。再一次地，粘合剂本身充分加热到约60°C至160°C之间，从而 启动粘结的良性反应。

具有来源于根据本发明公开的两种方法形成的粒子的粘合物品的组 分的应用避免了对机械紧固件的需要，因此避免了在表面上形成固定组件 的孔的必要性。通过避免机械紧固件，可以省掉本来需要的多个连接部件。

尽管上述内容已经总体上说明了用于连接金属组件或塑料组件和玻 璃表面的所得粘合物品的应用，但应当理解的是，可以发现公开的组合物 也可以用于粘结由包括但不限于金属、玻璃、陶瓷、塑料、木材和复合材 料在内的任意若干材料之一制成的物体。此外，可以通过本发明公开的粘 合剂粘结类似材料的组件和表面。

IV.由本发明公开的粒子制成的物品的特征

公开的组合物具有多种潜在用途。具体地，公开的组合物主要但不是 唯一地用于粘附金属组件或塑料组件和车辆玻璃。要连接的组件包括多种 支架和紧固件。这样一个组件，典型的螺栓紧固件（stud fastener）如图3 和4所示。

参照图3，所示为准备粘结的组件10。准备粘结的组件10包括组件 主体12和螺柱14。组件主体12包括玻璃连接侧16。所示为一定量的本 发明公开的粘合剂18处在组件主体12的玻璃连接侧16上的适当位置。 通过包括粉末压在组件上在内的任一种公知方法将该一定量的的粘合剂 18连接至玻璃连接侧16，其中根据组件的特征将组件表面温度调整为 20°C至140°C之间。

利用例如上述准备粘结组件的10这样的由发明公开的粒子制成的物 品的组件提供超越其它粘合剂和粘附方法的若干优势。例如，该物品提供 适合粘结实际上不限制数量的紧固件的固态、不剥落的单组分粘合剂。可 以在室温下安全且容易地处理装有由说明的粒子制成的物品的紧固件而 不用担心折中组合物的粘合特性或减少要粘结的表面上的粘合剂的量。此 外，一俟连接，粘结显示出耐宽范围温度性：使用温度范围在-40°C至110°C 之间，峰值温度约180°C，降解温度超过200°C。

进行测试时，发现本发明公开的粘合剂在不到10秒获得初粘强度并 且在15分钟内获得超过3500N的抗张强度（452mm2的粘结面积），因此 为使用者提供相当多的时间和成本节约。当初始粘结之后24小时测试的 时候，获得6700N的抗张强度，因此这些结果超过公知的工业强度需要。

此外，由本发明公开的粒子制成的物品在15分钟之后实现它们最后 机械性质的约80%，并且在60分钟的时间内在室温下实现约95%的固化， 因此为使用者提供相当多的时间和成本节约。一俟完全固化，由公开的粒 子制成的物品的老化性能满足或超过公知的工业强度需要。

前述说明公开并描述了本发明的示例性实施例。所属技术领域技术人 员通过这样的说明以及通过附图和权利要求将容易认识到：在不背离由权 利要求限定的本发明的真实主旨和合理范围的情况下可以在其中做出各 种改变、修饰和变化。