具有改进的耐冲洗性的结构粘合剂和用于分配其的方法技术

一种未固化的粘合剂包含2重量百分比到10重量百分比的半结晶有机材料的颗粒，优选地为具有2000到10,000的数均分子量、10到60的羟基数和50℃到125℃的熔融温度的聚酯。所述粘合剂通过仅在施加之前对其加热以熔融颗粒进行施加。在施加之后，将粘合剂冷却到低于半结晶有机材料的熔融温度，并且接着固化。由于材料粘度适中，所述方法使得粘合剂在环境温度下得以储存和泵送。在熔融并且再冷却半结晶有机材料时，粘合剂呈现赋予非常良好的耐冲洗性的高屈服应力。在优选实施例中，粘合剂组合物包括环氧树脂和环氧固化剂。

Structural adhesive with improved resistance to washing and method for dispensing same

An uncured adhesive contains 2 wt% to semi crystalline organic materials 10 weight percentage of particles, preferably with hydroxyl number 2000 to 10000, the number average molecular weight of 10 to 60 and 50 degrees of polyester melt temperature of 125 DEG C. The adhesive is applied by applying heat to the molten particles only prior to application. After application, the binder is cooled to a melting temperature below the semicrystalline organic material, and then cured. Due to the moderate viscosity of the material, the method enables the adhesive to be stored and pumped at ambient temperature. In the melting and re cooling of semicrystalline organic materials, the binder exhibits a high yield stress which gives very good resistance to washing. In a preferred embodiment, the binder composition includes an epoxy resin and an epoxy curing agent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于分配结构粘合剂的方法。
技术介绍
结构粘合剂正在越来越广泛地用于汽车工业中。粘合剂的使用快速补充并且甚至在一些情况下取代更常规的机械装配方法如熔接、铆接、旋拧、螺栓连接、夹持等。这些粘合剂甚至正在用于结构应用中，以便将框架构件连接在一起或将其它部件组装到框架构件。在这些结构应用中，粘合剂对车辆的结构完整性起重要作用。粘合剂粘结在车辆的正常运行期间不失效是不足够的。此外，粘合剂必须能够经受在碰撞情况下经历的突然且非常大的施加力。经设计以执行此的粘合剂有时被称为“耐碰撞”粘合剂或“CDA”。这些CDA是包含在施加之后经受固化反应以形成基板之间所需的粘合剂粘结的前体材料的可固化体系。在一些制造环境中，将粘合剂施加到粘合线并且固化粘合剂的步骤可在时间上广泛分开。在组装车辆车身中，例如，粘合剂可施加到车身组件，其中在粘合剂固化之前的一个或多个中间步骤期间其保持未固化状态。那些中间步骤的一个通常为其中通常通过将车身组件浸没在涂层材料中施加液体涂覆材料的涂覆步骤。这些涂料通常需要烘烤固化。为了节约成本，制造商更喜欢同时固化粘合剂和涂料。这种方法需要在施加与固化之间的那些中间步骤期间粘合剂保持在适当位置。具体地说，当那些中间步骤中的一个或多个为涂覆步骤时，对于抵抗粘合剂从基板冲洗掉变得必需。这是CDA的常见失败-它们倾向于从基板冲洗掉并且然后在其它地方再沉积。当CDA再沉积在显示表面上时，它必须被除去。这需要另外的检测和制造步骤。如果再沉积的材料固化，那么这通常意指必须脱机取出部件并且在最终汽车组件之前用砂纸磨掉。再沉积的问题是如此显著以致有时将添加剂添加到粘合剂配制品试图对抗冲洗掉和再沉积的问题。一种类型的添加剂是如例如在WO2010/098950中所描述的半结晶聚酯多元醇。当形成粘合剂时，这种多元醇熔融并且溶解到其它组分中。这稠化了粘合剂并且改善了耐冲洗性。通过包括这些产生的高粘度对处理和施加粘合剂产生大量问题，尤其在其中机械施加粘合剂的自动组装厂中。精确计量和施加通常需要低粘度；对于机器人设备非常难以操作非常粘的材料。此外，高粘性粘合剂难以通过进料机器人设备的供应管线从集中存储设备泵送。处理问题的工业反应是安装加热设备。以此方式，使高粘性粘合剂升温以降低其粘度，因此它可易于通过进料机器人分配设备的供应管线从存储器泵送，并且因此机器人设备可更易于操作。在施加粘合剂之后，其然后再次冷却，恢复其高粘度并且从而抵抗冲洗掉。用这种方法的主要问题是其成本。在工业设施中泵送、计量和分配设备通常是非常复杂的，部分由于可为大量机器人施加站的集中存储和泵送设备的使用，而有时仅因为原料不能接近组装线储存并且因此必须泵送从存储器到应用点的相当大的距离。设备通常包括从存储器和泵送站将材料携带到一个或多个计量其的“剂量仪”的长头部系统。头部系统在某些制造设施中的长度可为35米或更长。粘合剂通过另一软管从剂量仪传递到施加站，另一软管的长度可为2米到4米。将加热装置添加到所有这种设备，尤其是存储器和/或头部体系，可不止加倍资金成本。加热这种设备还非常显著地增大操作成本。使用加热设备的另一问题是高温引起粘合剂前移。尽管仅当加热到特定“启动”温度时粘合剂通常被调配以固化，但是实际上某些前移可以并且确实出现在较低温度下。在泵送、计量分配设备中加热粘合剂可引起显著的前移出现，即使包括的温度远低于启动温度。工业上，即使在当设备不在操作时的时段期间保持设备充满加热的粘合剂也是常见的。在这些情况下，粘合剂可经受延长时段的高温，在此期间前移可出现。前移增大粘度，这在某种程度上首先打败加热粘合剂的目的。这还造成产品不一致，因为前移通常在设备内空间定位，因此不同部分的树脂相较于其它部分最终具有不同特征。这些不一致影响如何施加粘合剂和其固化时的特性。所期望的是一种施加具有可接受的耐冲洗性的粘合剂组合物同时减少成本并且减少过早前移的方式。
技术实现思路
本专利技术为一种施加粘合剂组合物的方法，其包含以下步骤：A.将未固化的粘合剂组合物引入到自动分配系统中，其中未固化的粘合剂组合物包含2wt％到10wt％的分散于在20℃下为液体的相中的固态、粒状半结晶有机材料，其中至少90wt％的半结晶有机材料的颗粒具有250nm到500μm的尺寸，半结晶有机材料具有50℃到140℃的结晶熔融温度，并且其中未固化的粘合剂组合物具有大于半结晶有机材料的结晶熔融温度的固化温度；B.通过将未固化的粘合剂组合物在自动分配系统中加热到至少等于半结晶有机材料的结晶熔融温度但低于未固化的粘合剂组合物的固化温度的温度熔融半结晶有机材料；C.将加热的未固化的粘合剂组合物从自动分配系统施加到基板，并且接着；D.在固化未固化的粘合剂组合物之前，将在基板上的未固化的粘合剂组合物冷却到半结晶有机材料的熔融温度以下。当以颗粒形式时，半结晶有机材料对未固化的粘合剂的粘度如果有贡献的话也很小。因此，粘度适宜地低直到半结晶有机材料变熔融的此类时间。因为在半结晶有机材料的颗粒已经熔融之前粘度较低，粘合剂即使在大约室温温度下也易于流动，并且它变得不必加热以便易于通过分配设备泵送它。粘合剂需要仅在应用点处或仅在应用点之前加热，以熔融半结晶有机材料并且稠化未固化的粘合剂用于施加到基板。一旦施加到基板，粘合剂冷却，这增大其屈服应力，从而赋予施加粘合剂极好的耐冲洗性直到它固化的此类时间。这种方法因此大大降低加热需要，因为仅分配设备的某些部分需要被加热。这导致大大节省设备成本和操作成本。在某些实施例中，自动分配设备可包括存储装置，所述存储装置用于储存所述未固化的粘合剂组合物，头部系统，未固化的粘合剂组合物通过所述头部系统传输到计量未固化的粘合剂组合物的剂量仪，和一个或多个导管，未固化的粘合剂组合物通过所述一个或多个导管从剂量仪传递到施加站，其中步骤B通过在剂量仪处施加热能到一个或多个导管和/或在施加站处进行，并且存储器和头部系统保持在使得半结晶有机材料在存储器和头部系统中保持未熔融的温度下。在另一方面，本专利技术为未固化的粘合剂组合物，其包含1)2wt％到10wt％的具有50℃到140℃的结晶熔融温度的固态、粒状半结晶有机材料，其中至少90wt％的颗粒具有250nm到500μm的尺寸；所述颗粒分散于在20℃下为液体的相中，并且其包括2)至少一种可固化粘合剂；其中未固化的粘合剂组合物进一步包含3)至少一种选自以下中的一种或多种的弹性体组分：(a)具有用酚化合物、氨基酚化合物、伯或仲脂肪族或环脂族胺、苄醇、芳香族胺、苄基胺或硫醇封端的异氰酸酯基的反应性增韧剂，(b)橡胶改性的环氧树脂和(c)核-壳橡胶；其中粘合剂组合物具有高于组分1)的结晶熔融温度但不小于80℃的固化温度。具体实施方式所谓“半结晶”意指有机材料部分地结晶，即包含构成有机材料的重量的1％到95％、优选地5％到90％、更优选地10％到75％的结晶有机材料的区域。这些晶粒的存在可使用热量法如差示扫描热量法确定。固态、粒状半结晶有机材料具有50℃到140℃的结晶熔融温度。优选的熔融温度范围为55℃到80℃。半结晶有机材料的结晶熔融温度低于粘合剂的固化温度。优选地，熔融温度为低于固化温度至少10℃，至少20℃或至少40℃。半结晶有机材料优选地具有至少25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种施加粘合剂组合物的方法，所述方法包含以下步骤：A.将未固化的粘合剂组合物引入到自动分配系统中，其中所述未固化的粘合剂组合物含有2wt％到10wt％的分散于在20℃下为液体的相中的固态、粒状半结晶有机材料，其中至少90wt％的所述半结晶有机材料的颗粒具有250nm到500μm的尺寸，所述半结晶有机材料具有50℃到140℃的结晶熔融温度，并且其中所述未固化的粘合剂组合物具有大于所述半结晶有机材料的结晶熔融温度的固化温度；B.通过将所述未固化的粘合剂组合物在所述自动分配系统中加热到至少等于所述半结晶有机材料的结晶熔融温度但低于所述未固化的粘合剂组合物的固化温度的温度来熔融所述半结晶有机材料；C.将所述加热的未固化的粘合剂组合物从所述自动分配系统施加到基板，并且接着；D.在固化所述未固化的粘合剂组合物之前，将所述未固化的粘合剂组合物在所述基板上冷却到低于所述半结晶有机材料的熔融温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.23 US 62/0278201.一种施加粘合剂组合物的方法，所述方法包含以下步骤：A.将未固化的粘合剂组合物引入到自动分配系统中，其中所述未固化的粘合剂组合物含有2wt％到10wt％的分散于在20℃下为液体的相中的固态、粒状半结晶有机材料，其中至少90wt％的所述半结晶有机材料的颗粒具有250nm到500μm的尺寸，所述半结晶有机材料具有50℃到140℃的结晶熔融温度，并且其中所述未固化的粘合剂组合物具有大于所述半结晶有机材料的结晶熔融温度的固化温度；B.通过将所述未固化的粘合剂组合物在所述自动分配系统中加热到至少等于所述半结晶有机材料的结晶熔融温度但低于所述未固化的粘合剂组合物的固化温度的温度来熔融所述半结晶有机材料；C.将所述加热的未固化的粘合剂组合物从所述自动分配系统施加到基板，并且接着；D.在固化所述未固化的粘合剂组合物之前，将所述未固化的粘合剂组合物在所述基板上冷却到低于所述半结晶有机材料的熔融温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述自动分配设备包括存储装置，所述存储装置用于储存所述未固化的粘合剂组合物；头部系统，所述未固化的粘合剂组合物通过所述头部系统传输到一个或多个计量所述未固化的粘合剂组合物的剂量仪；和一个或多个导管，所述计量的粘合剂组合物通过所述一个或多个导管从各个剂量仪传递到对应的施加站，其中步骤B通过在所述(一个或多个)剂量仪、所述一个或多个导管和/或所述(一个或多个)施加站处施加热能和/或机械能进行，并且所述存储器和头部系统保持在低于所述半结晶有机材料的熔融温度的温度下。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述存储器和头部系统保持在不大于35℃的温度下。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其进一步包含步骤E，固化所述粘合剂组合物。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述半结晶有机材料为具有2000到10,000的数均分子量、10到60的羟基数和50℃到125℃的熔融温度的聚酯。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述聚酯具有2500到8500的数均分子量和50℃到80℃的熔融温度。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述粘合剂组合物包括环氧树脂和环氧固化剂。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述粘合剂组合物进一步包括选自以下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·G·伊格尔，M·R·戈尔登，A·卢茨，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US