一種活化劑及其制備方法與流程

本發明涉及表面處理劑技術領域，特別涉及一種活化劑及其制備方法。

背景技術：

在汽車風擋玻璃的裝配過程中廣泛使用單組份濕固化聚氨酯膠粘劑，為了增強風擋玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果，現有技術中通常使用清洗活化劑和底涂劑，使用過程中，先清潔玻璃四周及門窗框-蘸取清潔活化劑清潔玻璃-刷涂底涂劑-涂密封膠，上述技術中施膠工藝需分兩次完成，較為復雜，而且容易失效，粘結效果差，容易出現掉玻璃現象。為了更方便使用以及提高玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果，現有技術對活化劑不斷做出改進。

然而，在汽車裝配以及其它電子、電器等器件裝配過程中，除需對玻璃基材粘貼聚氨酯膠外，還往往涉及對漆面基材的密封粘貼，而現有技術中所提出的改進的活化劑通常是針對玻璃基材而言，對漆面基材的活化劑產品卻鮮有報道。如申請號為200610019424的專利報道了一種玻璃處理劑，該玻璃處理劑能夠提高玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果，但對于漆面基材而言，其粘結效果較差。此外，在車窗玻璃出現剝離風險后，判斷事因時對于是否使用了活化劑往往存在爭議，以及涂裝過程中是否已經實施涂刷活化劑工序也不易分辨。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種活化劑及其制備方法，該活化劑除改善玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結性外，還能夠增強漆面基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果；而且，本發明的活化劑可以在基材表面產生熒光效果，能夠方便快捷的判斷和確定是否涂刷了活化劑。

本發明提供了一種活化劑，包括：改性氨基硅烷、熒光物質、催化劑和溶劑；

所述改性氨基硅烷由氨基硅烷類化合物和硅烷改性劑反應制得；

所述氨基硅烷類化合物為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種；

所述硅烷改性劑為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種。

優選的，所述氨基硅烷類化合物為氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種；

所述硅烷改性劑為正丁基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的一種或多種。

優選的，所述改性氨基硅烷占所述活化劑的質量分數為1％～20％。

優選的，所述熒光物質占所述活化劑的質量分數為0.1％～10％。

優選的，所述催化劑為鈦酸酯、鋯酸酯和鋁酸酯中的一種或多種。

優選的，所述催化劑占所述活化劑的質量分數為0.1％～15％。

優選的，所述溶劑為己烷、庚烷、辛烷、乙酸乙酯和丁酮中的一種或多種；

所述溶劑占所述活化劑的質量分數為70％～97％。

本發明還提供一種上述技術方案所述活化劑的制備方法，包括以下步驟：

A)將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合、反應，得到改性氨基硅烷；

所述氨基硅烷類化合物為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種；

所述硅烷改性劑為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種；

B)將所述改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑和溶劑混合，得到活化劑。

優選的，所述步驟A)中，所述氨基硅烷類化合物與所述硅烷改性劑的摩爾比為1:(0.1～2)。

優選的，所述步驟A)中，所述反應的溫度為20～70℃。

與現有技術相比，本申請提供了一種活化劑，包括：改性氨基硅烷、熒光物質、催化劑和溶劑；所述改性氨基硅烷由氨基硅烷類化合物和硅烷改性劑反應制得；所述氨基硅烷類化合物為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種；所述硅烷改性劑為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種。采用本申請提供的活化劑，不僅能改善玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結性，更能夠增強漆面基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果；而且，本申請的活化劑可以在基材表面產生熒光效果，能夠有助于方便快捷的判斷是否已經涂刷了活化劑。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例1提供的活化劑對聚氨酯密封膠在玻璃面的粘結效果示意圖；

圖2為本申請實施例1～2提供的活化劑對聚氨酯密封膠在漆面的粘結效果示意圖；

圖3為本申請實施例1～2提供的活化劑在可見光下的效果示意圖；

圖4為本申請實施例1～2提供的活化劑在紫外光下的效果示意圖；

圖5為利用本申請實施例1提供的活化劑涂刷在聚氨酯密封膠與玻璃面之間并于紫外光下照射的效果示意圖。

具體實施方式

本發明提供了一種活化劑，包括：改性氨基硅烷、熒光物質、催化劑和溶劑；

所述改性氨基硅烷由氨基硅烷類化合物和硅烷改性劑反應制得；

所述氨基硅烷類化合物為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種；

所述硅烷改性劑為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種。

本發明采用硅烷改性劑與氨基硅烷類化合物進行反應，得到改性的氨基硅烷，將所得改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑及溶劑混合得到活化劑。采用該活化劑處理基材，不僅能夠改善玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結性，更能夠增強漆面基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果；而且，本發明提供的活化劑能夠在基材表面產生熒光效果，便于識別是否涂刷了活化劑。

本發明提供的活化劑包括改性氨基硅烷。所述氨基硅烷是由氨基硅烷類化合物和硅烷改性劑反應制得。

本發明中，所述氨基硅烷類化合物的種類沒有特殊限制，為具有氨基的甲氧基硅烷、具有氨基的乙氧基硅烷即可；所述氨基硅烷類化合物優選為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種。在本發明的某些實施例中，所述氨基硅烷類化合物可以為氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種或多種。本發明對所述氨基硅烷類化合物的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。

本發明中，所述硅烷改性劑為分子量小于1000的具有1,2環氧丙醚結構的縮水甘油醚化合物即可；所述硅烷改性劑優選為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種。在本發明的某些實施例中，所述硅烷改性劑可以為正丁基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、間苯二酚二縮水甘油醚和三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的一種或多種。本發明對所述硅烷改性劑的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。

在本發明的部分實施例中，氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑反應生成的改性氨基硅烷包括具有下述式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示結構中的一種或幾種：

其中，R選自H-、NH₂CH₂CH₂-或CH₃CH₂CH₂CH₂-。

比如，在本發明的某些實施例中，采用乙二醇二縮水甘油醚與氨丙基三甲氧基硅烷反應形成改性氨基硅烷，其反應式及形成的改性氨基硅烷如下述式(1)所示；采用間苯二酚二縮水甘油醚與N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷反應形成改性氨基硅烷，其反應式及形成的改性氨基硅烷如下述式(2)所示；采用三羥甲基丙烷三縮水甘油醚與N-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷反應形成改性氨基硅烷，其反應式及形成的改性氨基硅烷如下述式(3)所示；采用正丁基縮水甘油醚與氨丙基三甲氧基硅烷反應形成改性氨基硅烷，其反應式及形成的改性氨基硅烷如下述式(4)所示：

本發明中，所述改性氨基硅烷占活化劑的質量分數優選為1％～20％，更優選為3％～15％。

本發明提供的活化劑還包括熒光物質。所述熒光物質優選為熒光增白劑和熒光染料中的一種或幾種。在本發明的某些實施例中，所述熒光物質可以選自巴斯夫熒光增白劑UVITEX OB-1、巴斯夫熒光增白劑UVITEX OB、巴斯夫熒光增白劑CBS-X、科萊恩熒光增白劑KSN、科萊恩熒光增白劑KCB和巴斯夫熒光染料Lumogen F Orange 240中的一種或多種。所述熒光物質的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。本發明中，所述熒光物質占活化劑的質量分數優選為0.1％～10％，更優選為0.1％～5％。

本發明提供的活化劑還包括催化劑。所述催化劑優選為鈦酸酯、鋯酸酯和鋁酸酯中的一種或多種。

本發明中，所述鈦酸酯的種類和來源沒有特殊限制，為市售常規鈦酸酯即可，優選為杜邦公司的TYZOR烷氧基系列鈦酸酯或美國肯利奇石油化學公司的KR系列鈦酸酯，具體可選自正鈦酸異丙酯、正鈦酸丁酯、鈦酸四丁酯混合物、聚鈦酸丁酯、鈦酸四異辛酯、四乙氧基鈦、四(2-乙基己醇)鈦、正丙基鈦酸鹽、丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯、異丙基三(十二烷基苯磺酸)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撐鈦酸酯和四異丙基二(二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯中的一種或多種。

本發明中，所述鋯酸酯的種類沒有特殊限制，如可以選自四正丙基鋯酸酯、鋯酸正丁酯、烷氧基三(乙烯基-乙氧基)鋯酸酯和四(三乙醇胺)鋯酸酯中的一種或多種。本發明對所述鋯酸酯的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。

本發明中，所述鋁酸酯的種類沒有特殊限制，如可以選自二(乙酰乙酸乙酯)鋁酸二異丙酯、二(乙酰丙酮)鋁酸二異丙酯和異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯中的一種或多種。本發明對所述鋁酸酯的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。

本發明中，所述催化劑占活化劑的質量分數優選為0.1％～15％，更優選為0.1％～10％。

本發明提供的活化劑還包括溶劑。在本發明的某些實施例中，所述溶劑可以為己烷、庚烷、辛烷、乙酸乙酯和丁酮中的一種或多種。所述溶劑的來源沒有特殊限制，為一般市售品即可。本發明中，所述溶劑占活化劑的質量分數優選為70％～97％。

本發明采用硅烷改性劑與氨基硅烷類化合物進行反應，得到改性的氨基硅烷，將所得改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑及溶劑混合得到活化劑。采用該活化劑處理基材，不僅能夠改善玻璃基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結性，更能夠增強漆面基材與聚氨酯膠粘劑之間的粘結效果；而且，本發明提供的活化劑能夠在基材表面產生熒光效果，便于識別是否涂刷了活化劑。

本發明還提供了上述技術方案所述活化劑的制備方法，包括以下步驟：

A)將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合、反應，得到改性氨基硅烷；

所述氨基硅烷類化合物為單氨基硅氧烷和多氨基硅氧烷中的一種或多種；

所述硅烷改性劑為單環氧縮水甘油醚、雙環氧縮水甘油醚和多環氧縮水甘油醚中的一種或多種；

B)將所述改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑和溶劑混合，得到活化劑。

本發明中，所述氨基硅烷類化合物、硅烷改性劑、改性氨基硅烷、熒光物質、催化劑和溶劑的種類、用量和來源與上述技術方案一致，在此不再一一贅述。

按照本發明，將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合、反應，得到改性氨基硅烷。

本發明中，將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合時，氨基硅烷類化合物：硅烷改性劑的摩爾比優選為1:(0.1～2)，更優選為1：(0.5～1)。所述混合的方式沒有特殊限制，能夠將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合均勻即可，如可以為人工攪拌混合或機械攪拌混合。

本發明中，將氨基硅烷類化合物與硅烷改性劑混合均勻后，進行反應，得到改性氨基硅烷。所述反應的溫度優選為20～70℃，更優選為25～35℃。所述反應的時間優選為0.1～2小時。

本發明對混合原料和控溫的先后順序沒有特殊限制，可以為將二者混合均勻后，再升溫；也可以加入某一原料，升溫至反應所需溫度，再加入另一種原料。在本發明的某些實施例中，可以為先加入硅烷改性劑，升溫至反應所需溫度，再向其中加入氨基硅烷類化合物。

按照本發明中，在得到改性氨基硅烷后，將改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑和溶劑混合，得到活化劑。所述混合的方式沒有特殊限制，能夠將改性氨基硅烷與熒光物質、催化劑與溶劑混合均勻即可，如可以為人工攪拌混合或機械攪拌混合。本發明中，所述改性氨基硅烷與溶劑的質量比優選為(3～15)：(85～97)，更優選為(6～11)：(89～94)。

本發明提供了一種活化劑及其制備方法，相比于現有技術，本發明提供的活化劑或按照本發明提供的方法制備的活化劑，不僅能夠使玻璃基材與聚氨酯膠粘劑具有良好的粘結性能，還能夠使漆面基材與聚氨酯膠粘劑具有良好的粘結效果。實驗結果表明，本發明提供的活化劑，無論對于玻璃基材還是漆面基材，都表現出優異的粘結效果；而且，本發明的活化劑能夠在基材表面產生熒光效果，便于識別是否涂刷了活化劑。

為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。

本發明以下實施例所用原料的來源沒有特殊限制，由市場購買得到即可，如聚氨酯密封膠可以為購自杭州之江有機硅化工有限公司的JS311聚氨酯密封膠。以下實施例中測試粘結效果的方法為刀割法，按照國家標準HG/T4363-2012實施。

實施例1

準確稱量34.0g乙二醇二縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至30℃，邊攪拌邊加入36g氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入930g庚烷、8g鈦酸正丁酯和2g科萊恩熒光增白劑KSN，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。

所得活化劑對密封膠玻璃基材的粘結效果如圖1所示，密封膠在玻璃面100％內聚破壞；所得活化劑對密封膠漆面基材的粘結效果如圖2所示，密封膠在漆面100％內聚破壞。

將所得活化劑涂刷在透明薄膜上，涂刷后呈無色透明，如圖3所示；對所述涂刷了活化劑的薄膜進行紫外光照射，活化劑發出亮光，如圖4所示。將所得活化劑涂刷在玻璃基材上并打封聚氨酯密封膠，利用紫外光進行照射，密封膠邊緣發出亮光，如圖5所示。

實施例2

準確稱量40.0g間苯二酚二縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至25℃，邊攪拌邊加入44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入911g庚烷、8g鈦酸正丁酯和1g科萊恩熒光增白劑KSN，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。所得活化劑對密封膠漆面基材的粘結效果如圖2所示，密封膠在漆面100％內聚破壞。

將所得活化劑涂刷在透明薄膜上，涂刷后呈無色透明，如圖3所示；對所述涂刷了活化劑的薄膜進行紫外光照射，活化劑發出亮光，如圖4所示。

實施例3

準確稱量34.0g乙二醇二縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至30℃，邊攪拌邊加入36g氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入930g丁酮、20g鈦酸異丙酯和1g科萊恩熒光增白劑KSN，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。

實施例4

準確稱量60.4g三羥甲基丙烷三縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至30℃，邊攪拌邊加入36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入880g己烷、10g鈦酸正丁酯、3g鋯酸正丁酯和2g巴斯夫熒光增白劑UVITEX OB-1，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。所得活化劑中改性氨基硅烷的質量百分比為10.8％。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。

實施例5

準確稱量26.4g正丁基縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至30℃，邊攪拌邊加入36g氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入900g辛烷、30g四異丙基二(二辛基亞磷酸酰氧基)鈦酸酯、3g烷氧基三(乙烯基-乙氧基)鋯酸酯和2g巴斯夫熒光增白劑CBS-X，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。

實施例6

準確稱量44.4g間苯二酚二縮水甘油醚于干燥三口燒瓶中，升溫至35℃，邊攪拌邊加入44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，加料結束后攪拌均勻，恒溫反應1h，得到改性氨基硅烷。向所得改性氨基硅烷中加入900g乙酸乙酯、30g鈦酸四異辛酯、3g二(乙酰丙酮)鋁酸二異丙酯和2g巴斯夫熒光增白劑CBS-X，繼續攪拌0.5h，出料，得到活化劑。將所得活化劑分裝于密閉容器中，待用。

分別在玻璃面基材和金屬漆面基材涂刷上述活化劑，待表面干燥后，在活化劑表面打封聚氨酯密封膠，48h后測試聚氨酯密封膠與基材表面的粘結效果，如表1所示。

實施例7～14

將實施例1中的36g氨丙基三甲氧基硅烷替換為44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例7；

將實施例1中的36g氨丙基三甲氧基硅烷替換為36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例8；

將實施例2中的44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷替換為36g氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例9；

將實施例2中的44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷替換為36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例10；

將實施例3中的36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷替換為36g氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例11；

將實施例3中的36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷替換為44.4gN-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例12；

將實施例4中的36g氨丙基三甲氧基硅烷替換為36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例13；

將實施例4中的36g氨丙基三甲氧基硅烷替換為36gN-(正丁基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，以此為實施例14(實施例6～13所得活化劑中改性氨基硅烷的結構如式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示)。

按照實施例1的測試方法測試實施例7～14所得活化劑的粘結效果，結果參見表1，密封膠在漆面達到90％～100％的內聚破壞，密封膠在玻璃面達到95％～100％的內聚破壞。

表1不同熒光活化劑對密封膠在漆面及玻璃面的粘結效果

由以上實施例可知，本發明提供的活化劑不僅能夠使玻璃基材與聚氨酯膠粘劑具有良好的粘結性能，還能夠使漆面基材與聚氨酯膠粘劑具有良好的粘結效果；而且，本發明的活化劑能夠在基材表面產生熒光效果，便于識別是否涂刷了活化劑。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。