用于金属-塑料混合部件的增粘剂制造技术

本发明专利技术涉及聚合物组合物、表面至少部分地由该聚合物组合物形成的塑料半成品。本发明专利技术还涉及该塑料半成品的与此相关的制造方法。该聚合物组合物的特征在于其包含50至99.7重量%的聚合物和0.3至20重量%的一种或多种增粘添加剂。本发明专利技术还涉及塑料‑金属混合部件和它们的制造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及聚合物组合物、薄膜、塑料半成品、制造塑料半成品的方法、混合部件以及制造混合部件的方法。混合部件（也称为结构部件）是两种材料：金属和塑料的复合件。它们可以例如通过注塑法制造。在这种方法中，将金属嵌入件插入模具中，并例如在注塑或压制法中在压力和温度下形成塑料组件。这产生具有金属区和塑料区的混合部件。混合部件是尤其用于车辆建造和飞机建造以及承载部件和力吸收部件领域中的电子学和电气工程或用作例如用于装饰目的的外壳部件的组件。它们的特征特别是在于，它们包含赋予该部件特别机械性质和/或提供功能集成可能性的局部增强系统。需要特别强调的是与传统建造模式中迄今使用的组件相比在额外减轻重量的情况下提高的部件刚度。上述应用领域中越来越多地使用混合部件，以降低质量并同时获得优化的机械性质。这些混合部件的缺点是金属和塑料之间的粘附性缺乏或不足。因此迄今已将塑料通过机械方式锚固到金属上。可以通过增粘剂改进金属和塑料之间的粘附性。EP-A-1808468和EP-A-2435246公开了混合部件，其中金属和塑料通过另外包含异氰酸酯基团和环氧基团的基于共聚酰胺的热熔胶作为增粘剂而接合。特别在汽车行业中，已知包含用于表面处理的转化层的金属基底。例如通过磷化或铬化法在表面上制造这些层。现有技术的混合部件在金属和塑料之间的粘附性如今还不足以满足对例如在汽车行业中大规模生产的要求：在加工过程中为混合部件配备例如阴极电泳漆（Tauchlack）以及底涂和/或清漆。混合部件在此暴露在不同条件，例如酸、压力或温度下。后果是金属和塑料之间的粘附性常常降低，直至粘附性完全损失。不足的粘附性例如与许多塑料和各种金属的不相容性或由于环境或介质影响的氧化和腐蚀过程所造成的基底表面的改变的化学和物理性质相关联。因此，目的在于提供在塑料和金属之间作为增粘剂的组合物，其没有现有技术的缺点。因此，包含该组合物的混合部件与现有技术相比应在金属和塑料之间具有改进或提高的粘附性。另外，所得混合部件应满足车辆建造和飞机建造以及电子工业和电气工程工业的要求。另外，应提供良好的耐候性，特别是耐腐蚀性。该混合部件的金属和塑料应至少部分地材料配合地（stoffschlüssig）相互接合。另外，该组合物与现有技术中充当增粘剂的组合物相比应具有较少的吸水量和改进的低温抗冲击韧性。同样，该组合物应适合用作塑料-金属混合部件的塑料的成分以用于增粘。因此，已经发现一开始提到的类型的聚合物组合物，由此可以提供在金属和塑料之间具有改进的粘附性的混合部件。本专利技术的组合物包含a)50至99.7重量%，优选60至99.5重量%，优选75至99.5重量%的选自聚酰胺、它们的混合物和聚芳基醚酮的至少一种聚合物，和b)0.3至20重量%，优选0.5至20重量%的一种或多种式(I)的添加剂：MaM'bDcD'd(I)其中M=[R3SiO1/2]M'=[R'R2SiO1/2]D=[R2SiO2/2]D'=[R'RSiO2/2]其中各R互相独立地选自H、具有1至12个C原子的烷基和苯基，且R'优选互相独立地选自一种或多种式(II)、(III)或(IV)的基团，其中(II)是烷基氨基其中x=1至20且R''选自H和具有1至12个C原子的烷基，(III)是(三烷氧基甲硅烷基)亚甲基其中R'''是具有1至4个C原子的烷基，且(IV)是环氧环己基烷基其中y=1至4，优选y=2至4，优选2或3，特别优选2，其中指数的定义如下：a=0至2b=0至2c=10至500d=0至50a+b=2且b+d≥2，且其中所述组合物的所有成分的含量总计为100重量%。该添加剂具有增粘作用（“增粘添加剂”）。基团(IV)也可根据IUPAC命名法被称作7-氧杂双环[4.1.0]庚-3-基亚烷基。所示结构(II)、(III)和(IV)是确定性的。基团R'可以互相独立地选自多种式(II)、(III)和(IV)的基团。在此优选的是包含基团(II)和(IV)或(III)和(IV)的混合物的添加剂(I)，其中特别优选的是基团(III)和(IV)的混合物。基团(II):(IV)和(III):(IV)的摩尔比优选为1:10至10:1，其中优选的是(IV)过量。基团R优选选自甲基或苯基。式(II)和(III)的基团在式(I)的添加剂中可呈现统计分布。统计分布可为嵌段结构的，其具有任意数量的以任意次序相互接着的嵌段，或其可形成随机分布，其也可为交替结构的，或也可在聚合物链上形成梯度，其特别也可形成所有混合形式，其中具有不同分布的组可任选相互接着。特定实施方案可导致，统计分布受到这些实施方案的限制。对于不受到该限制的区域，不改变该统计分布。在本专利技术的一个优选实施方案中，指数a+c之和与指数b+d之和的比率(a+c)/(b+d)为2至50，特别是4至20，特别优选5至15。基团R'的过小含量造成与金属基体表面的材料配合的接合不足。相反，过大含量使得难以将该添加剂加工到聚合物组合物中，并使这些添加剂的合成明显更复杂。指数c的定义优选为c=15至100，优选c=20至50。下列定义也优选：(i)在b=2的情况下，指数d的定义是：d=0至20，特别是d=1至10；且(ii)在b=0的情况下，指数d的定义是：d=2至20，特别是d=3至10。所述规定使得相对于聚酰胺基质和该聚合物组合物的随后进一步加工（例如加工成薄膜）优化该添加剂的性质。该聚合物组合物优选包含0.5至10重量%，优选1至5重量%的式(I)的添加剂。在添加剂浓度过小的情况下，粘附作用不再足够。相反，过高的添加剂浓度对该聚合物的机械、热和流变性质具有不利影响（粘度升高，热膨胀系数提高，添加剂的自交联，附聚物形成）。式(I)的添加剂和它们的制造例如从US2007/287765A1和US2007/190306A1中获知。本专利技术的聚合物组合物的聚合物可为经增强，例如纤维增强的，其中优选的是经玻璃纤维（GF）或碳纤维（CF）增强的聚合物。如果该组合物充当金属和塑料之间的增粘剂层，则该组合物优选不含纤维。聚酰胺是本专利技术的聚合物组合物的优选聚合物。聚酰胺优选选自氨基羧酸类型的均聚酰胺、二胺-二羧酸类型的均聚酰胺、共聚酰胺及其混合物。该聚酰胺可以是脂族或部分芳族的。其它成分本专利技术的组合物可包含附加物质。这些例如用于该聚合物组合物的更好的加工，着色或确立其它的材料性质。该聚合物组合物可包含填料，如滑石粉或白垩，但该组合物优选不含填料。该组合物还可包含附加物质，如稳定剂、抗冲改性剂、流动助剂和颜料。还可包含有机溶剂。可以以0至20重量%，优选0至10重量%的总（kumulativ）含量包含这种附加物质。组合物的制造优选由各个成分通过在捏合装置中熔体混合来制造聚合物组合物。增粘添加剂和任选其它附加物质可以分别独立地或以混合物形式一起直接添加到聚合物丸粒或聚合物熔体中。任选地，仅在进一步加工前不久才由各个组分制造聚合物组合物，例如在薄膜制造装置的挤出机中。同样可以将组分以母料形式作为混合物加入。所用增粘添加剂——其粘度通常为10至10000mPas（BrookfieldRV-DVII+Pro，RV3心轴，100rpm，21℃）——可以在聚合物组合物的制造过程中使用液体计量加入系统添加到聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
聚合物组合物，其包含a) 50至99.7重量%的选自聚酰胺、它们的混合物和聚芳基醚酮的至少一种聚合物，和b) 0.3至20重量%的一种或多种式(I)的添加剂：MaM'bDcD'd　　(I)其中M = [R3SiO1/2]M' = [R'R2SiO1/2]D = [R2SiO2/2]D' = [R'RSiO2/2]其中各R互相独立地选自H、具有1至12个C原子的烷基和苯基，且R'选自式(II)、(III)或(IV)的基团，其中(II)是烷基氨基其中x = 1至20且R''选自H和具有1至12个C原子的烷基，(III)是(三烷氧基甲硅烷基)亚甲基其中R'''是具有1至4个C原子的烷基，且(IV)是环氧环己基烷基其中y = 1至4，其中指数的定义如下：a = 0至2b = 0至2c = 10至500d = 0至50a + b = 2且b + d ≥ 2，且其中所述组合物的所有成分的含量总计为100重量%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 DE 102014206022.21.聚合物组合物，其包含a)50至99.7重量%的选自聚酰胺、它们的混合物和聚芳基醚酮的至少一种聚合物，和b)0.3至20重量%的一种或多种式(I)的添加剂：MaM'bDcD'd(I)其中M=[R3SiO1/2]M'=[R'R2SiO1/2]D=[R2SiO2/2]D'=[R'RSiO2/2]其中各R互相独立地选自H、具有1至12个C原子的烷基和苯基，且R'选自式(II)、(III)或(IV)的基团，其中(II)是烷基氨基其中x=1至20且R''选自H和具有1至12个C原子的烷基，(III)是(三烷氧基甲硅烷基)亚甲基其中R'''是具有1至4个C原子的烷基，且(IV)是环氧环己基烷基其中y=1至4，其中指数的定义如下：a=0至2b=0至2c=10至500d=0至50a+b=2且b+d≥2，且其中所述组合物的所有成分的含量总计为100重量%。2.根据权利要求1的聚合物组合物，其特征在于R是甲基或苯基。3.根据权利要求1或2的聚合物组合物，其特征在于指数a+c之和与指数b+d之和的比率(a+c)/(b+d)为2至50，特别是4至20，特别优选为5至15。4.根据前述权利要求任一项的聚合物组合物，其特征在于指数c的定义为：c=15至100，特别是c=20至50。5.根据前述权利要求任一项的聚合物组合物，其特征在于(i)在b=2的情况下，指...

【专利技术属性】
技术研发人员：K库曼，M格伦，O法格斯，M里斯陶斯，K莱曼，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE