结构粘合剂膜制造技术

本发明专利技术公开了一种结构粘合剂膜，该结构粘合剂膜适用于粘合第一金属部件和第二部件，并且具体地适用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合。更具体地，本公开涉及一种包含可热固性组合物的结构粘合剂膜，该可热固性组合物包含具有所选择的平均环氧当量的环氧化合物、具有所选择的软化点的热塑性树脂和环氧树脂固化剂。本公开还涉及一种能够通过本公开的结构粘合剂膜的热固化所获得的热固性结构粘合剂膜，并且涉及包含此类热固性结构粘合剂膜的两部分组件。在另一方面，本公开涉及用于粘合第一金属部件和第二部件，具体地用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合的方法。

Structure adhesive film

The invention discloses a structure adhesive film, which is suitable for bonding the first metal component and the second component, and is particularly suitable for bonding the flange of the first metal component and the second component. More specifically, the invention relates to a thermosetting composition containing structural adhesive film, the thermosetting composition containing an epoxy compound, with average epoxy equivalent selected has chosen the softening point of the thermoplastic resin and epoxy resin curing agent. The present disclosure also relates to a thermosetting structural adhesive film obtained by thermal cure of a structural adhesive film of the present disclosure, and relates to a two component comprising such thermosetting structure adhesive film. On the other hand, the present disclosure relates to a method for bonding a first metal component and a second component, specifically for a first metal component and a second component flange.

【技术实现步骤摘要】
结构粘合剂膜本申请是PCT国际申请日为2013年8月22日，PCT国际申请号为PCT/US2013/056161、国家申请号为201380054997.2并且专利技术名称为“结构粘合剂膜”的申请的分案申请。
本公开涉及一种结构粘合剂膜，该结构粘合剂膜适用于例如粘合第一金属部件和第二部件，并且具体地适用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合。更具体地，本公开涉及一种包含可热固性组合物的结构粘合剂膜，该可热固性组合物包含具有所选择的平均环氧当量的环氧化合物、具有所选择的软化点的热塑性树脂和环氧树脂固化剂。本公开还涉及一种可通过本公开的结构粘合剂膜的热固化获得的热固性结构粘合剂膜，并且涉及包含此类热固性结构粘合剂膜的两部分组件。本公开还涉及用于粘合第一金属部件和第二部件，具体地用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合，并且使用这种结构粘合剂膜进行该粘合的方法。
技术介绍
车辆中的金属接合可通过使用粘合剂形成。例如，可使用粘合剂将金属面板例如车身顶盖粘合至车辆的支撑结构或底盘。另外，可使用粘合剂连接车辆封闭板的两个金属面板。车辆封闭板通常包括外金属面板和内金属面板的组件，由此通过将外面板的边缘折叠到内面板的边缘上而形成包边结构。通常，在内外面板之间提供粘合剂以将所述面板粘合在一起。此外，通常需要将密封剂施加在金属板的接合处以提供足够的耐腐蚀性。例如，美国6,000,118(Biernat等人)公开了在两个面板的面对表面之间使用可流动的密封珠，以及在外面板的凸缘和内面板的暴露表面之间使用未固化的漆样树脂的薄膜。通过在完整的门板上进行烘烤操作，该漆膜固化为固态的不透水状态。美国6,368,008(Biernat等人)公开了用于将两个金属面板固定在一起的粘合剂的用途。接合处的边缘通过金属涂层进一步密封。专利申请WO2009/071269(Morral等人)公开了作为用于包边凸缘的密封剂的可膨胀的环氧树脂糊状粘合剂。另外的包边结构公开于美国6,528,176(Katsuhiko等人)中。已作出进一步努力来开发粘合剂组合物，由此可以使用粘合剂将两个金属面板(具体地讲车辆封闭板的外面板和内面板)连接，而无需另外的材料来将接合处密封。因此，期望开发提供足够的粘合同时还密封接合处且提供耐腐蚀性的粘合剂系统。部分解决方案描述于例如WO2007/014039(Lamon等人)中，该专利公开了膨胀热固性膜增韧发泡膜的通过加热能够膨胀且可固化的环氧基前体，其包含固体和液体环氧树脂的混合物；并且声称在固化时提供有利的能量吸收特性和间隙填充特性两者。另一个部分解决方案描述于WO2011/141148(Czaplickl等人)中，该专利描述了在环境温度下呈固体且触感干性的热活化结构粘合剂，该粘合剂可在升高的温度下被活化以显露粘合特性并且无需固化就可模制。不需质疑与本领域中公开的粘合剂组合物和系统相关联的技术优点，仍存在对高性能结构粘合剂膜的需要，该高性能结构粘合剂膜结合了在未固化状态下的优异的物理特性诸如形态稳定性、柔韧性、稳健性和处理特性、以及在固化后的优异的粘合和密封性能。
技术实现思路
本公开的结构粘合剂膜尤其适用于自动处理和施涂，具体地通过快速机器人设备来进行。更具体地，本公开的结构粘合剂膜能够使金属板之间形成金属接合的过程实现高效自动化。本公开的结构粘合剂膜、热固性结构粘合剂膜、组件以及方法的其它优点将在以下描述中显而易见。根据一个方面，本公开涉及包含可热固性组合物的结构粘合剂膜，该组合物包含：a)环氧化合物，该环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)热塑性树脂，该热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)环氧树脂固化剂；以及d)任选地，增韧剂；其中环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比以及任选地增韧剂的量被选择为以便提供结构粘合剂膜，该结构粘合剂膜当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少60％的断裂伸长率。根据另一个方面，本公开涉及用于粘合第一金属部件和第二部件的方法，该方法包括：a)提供第一金属部件和第二部件，其中第一金属部件包括金属面板；b)提供如上所述的结构粘合剂膜；c)在比环氧树脂固化剂的活化温度低的温度下，粘附第一金属部件和所述第二部件，从而形成金属接合部；以及d)在比环氧树脂固化剂的活化温度高的温度下，加热金属接合部，以便使结构粘合剂膜的可热固性组合物热固化。根据本公开的另一个方面，提供两部分组件，包括：a)第一金属部件和第二部件，其中第一金属部件包括金属面板；以及b)热固性结构粘合剂膜，该膜在结构粘合剂膜的第一末端附近具有第一部分并且在与所述结构粘合剂膜的第一末端相背对的第二末端附近具有第二部分；由此，热固性结构粘合剂膜提供在第一金属部件和第二部件之间并且将第一金属部件和第二部件粘附在一起，并且其中热固性结构粘合剂膜是能够通过如上所限定的可热固性组合物的热固化而获得的。在另一方面，本公开涉及一种能够通过如上所限定的可热固性组合物的热固化获得的热固性结构粘合剂膜，其中可热固性组合物的热固化在包括在140℃和200℃之间的温度下进行。根据另一方面，本公开涉及如上所述的结构粘合剂膜的用途，该结构粘合剂膜用于粘合第一金属部件和第二部件，优选地用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合。附图说明图1是根据本公开的一个方面的金属部件组件的剖视图。图2是实施例，示出了其上施加有结构粘合剂膜的内面板以及与内面板连接之前的外面板的剖视图。具体实施方式根据一个方面，本公开涉及包含可热固性组合物的结构粘合剂膜，该组合物包含：a)环氧化合物，该环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)热塑性树脂，所述热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)环氧树脂固化剂；以及d)任选地，增韧剂；其中环氧化合物和热塑性树脂的重量比以及任选地增韧剂的量被选择为以便提供结构粘合剂膜，该结构粘合剂膜当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少60％的断裂伸长率。本说明书通篇使用的术语“膜”涉及通常被称为带、薄片、带条、片、片材等的二维制品。热塑性树脂的软化点通常被限定为由例如差示扫描量热法(DSC)测量的它的Tg值(玻璃化转变温度)。在本公开的上下文中，已惊讶地发现当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少60％的断裂伸长率的未固化的结构粘合剂膜，特别适用于自动处理和施涂(尤其是通过快速机器人设备)，具体地是当用于粘合金属部件，更具体地用于金属部件的包边凸缘粘合时。有利地，根据本公开的结构粘合剂膜允许高速机器人施涂。在一个优选的方面，本公开涉及包含可热固性组合物的结构粘合剂膜，其中该热固性组合物包含：a)30至60重量％，优选地40至60重量％，更优选地50至60重量％的环氧化合物，该环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)10至40重量％，优选地15至30重量％，更优选地20至30重量％的热塑性树脂，该热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)2至15重量％，优选地2至8重量％，更优选地2.5至4重量％的环氧树脂固化剂；d)任选地，增韧剂；以及其中，环氧化合物和热塑性树脂的重量比包括在0.8和4之间。优选地，环氧化合物和热塑性树脂的重量比包括在1和3之间，更优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜包含可热固性组合物并且具有相反的粘合剂表面，所述可热固性组合物包含：a)30重量％至60重量％的环氧化合物，所述环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)10重量％至50重量％的热塑性树脂，所述热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)2重量％至15重量％的环氧树脂固化剂；以及d)任选地，增韧剂；其中所述环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比以及任选地所述增韧剂的量被选择为以便提供所述结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜当根据张力测试DIN EN ISO 527测量时具有至少60％的断裂伸长率，并且所述可热固性组合物在所述相反的粘合剂表面之间是不导电的。

【技术特征摘要】
2012.08.23 EP 12181578.11.一种结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜包含可热固性组合物并且具有相反的粘合剂表面，所述可热固性组合物包含：a)30重量％至60重量％的环氧化合物，所述环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)10重量％至50重量％的热塑性树脂，所述热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)2重量％至15重量％的环氧树脂固化剂；以及d)任选地，增韧剂；其中所述环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比以及任选地所述增韧剂的量被选择为以便提供所述结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少60％的断裂伸长率，并且所述可热固性组合物在所述相反的粘合剂表面之间是不导电的。2.根据权利要求1所述的结构粘合剂膜，其中所述可热固性组合物包含：a)40重量％至60重量％的环氧化合物，所述环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；b)15重量％至30重量％的热塑性树脂，所述热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；c)2重量％至8重量％的环氧树脂固化剂；d)任选地，增韧剂；并且其中所述环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比包括在0.8和4之间。3.根据权利要求1所述的结构粘合剂膜，其中所述环氧化合物具有少于700g/mol的重均分子量。4.根据权利要求1所述的结构粘合剂膜，其中所述热塑性树脂具有在70℃至120℃的范围内的软化点。5.根据权利要求1所述的结构粘合剂膜，其中所述可热固性组合物包含增韧剂，所述增韧剂的量在10重量％至40重量％的范围内。6.根据权利要求1所述的结构粘合剂膜，其中所述环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比以及任选地所述增韧剂的量被选择为以便提供所述结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少100％的断裂伸长率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的结构粘合剂膜，其中所述可热固性组合物不包含导电颗粒。8.一种用于粘合第一金属部件和第二部件的方法，所述方法包括：a)提供第一金属部件和第二部件，其中所述第一金属部件包括第一金属面板；b)提供结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜包含可热固性组合物并且具有相反的粘合剂表面，所述可热固性组合物包含：30重量％至60重量％的环氧化合物，所述环氧化合物具有少于250g/当量的平均环氧当量；10重量％至50重量％的热塑性树脂，所述热塑性树脂具有包括在60℃和140℃之间的软化点；2重量％至15重量％的环氧树脂固化剂；以及任选地，增韧剂；其中所述环氧化合物和所述热塑性树脂的重量比以及任选地所述增韧剂的量被选择为以便提供所述结构粘合剂膜，所述结构粘合剂膜当根据张力测试DINENISO527测量时具有至少60％的断裂伸长率，并且所述可热固性组合物在所述相反的粘合剂表面之间是不导电的；c)在比所述环氧树脂固化剂的活化温度低的温度下，粘附所述第一金属部件和所述第二部件，从而形成接合部；以及d)在比所述环氧树脂固化剂的活化温度高的温度下，加热所述接合部，以使所述结构粘合剂膜的所述可热固性组合物热固化。9.根据权利要求8所述的方法，其用于第一金属部件和第二部件的包边凸缘粘合，其中：-所述结构粘合剂膜在所述结构粘合剂膜的第一末端附近具有第一部分并且在与所述结构粘合剂膜的所述第一末端相背对的第二末端附近具有第二部分；-所述第一金属面板具有第一主体部分和第一凸缘部分，所述第一凸缘部分在邻近所述第一主体部分的第一末端处沿着所述第一主体部分的边缘；-所述第二部件包括第二面板，所述第二面板具有第二主体部分和第二凸缘部分，所述第二凸缘部分在邻近所述第二主体部分的第二末端...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海勃·埃尔吉姆阿维，伊丽莎白·屈拉，佰恩哈德·H·科赫，努雷丁·亚武兹，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US