活化粘合剂的方法技术

根据本发明专利技术的一方面，提供了一种将第二物体紧固到第一物体的方法，该方法包括：‑提供包括连接表面的第一物体；‑提供第二物体；‑将第二物体相对于第一物体放置，树脂组合物位于连接表面和第二物体之间，其中所述树脂组合物包含处于可流动状态的树脂，所述树脂具有第一粘度；‑将第二物体和第一物体彼此压靠，并使机械振动作用于第二物体或第一物体或两者，直到树脂组合物经受振动诱导的活化，‑其中所述活化包括与第一粘度相比树脂的粘度降低和分散于树脂中的颗粒的活化中的至少一种，‑继续或重复按压和使机械振动起作用的步骤，直到树脂至少部分交联，并且与第一粘度相比，树脂的粘度增加，‑由此树脂组合物将第二物体固定至第一物体。

Method of activating adhesives

According to one aspect of the present invention, a method for fastening a second object to a first object is provided, which includes: (1) providing a first object including a connecting surface; (2) providing a second object; (2) placing a second object relative to a first object, and a resin composition between the connecting surface and the second object, wherein the resin composition comprises a resin in a flowable state. The resin has a first viscosity; Press the second object and the first object against each other and cause mechanical vibration to act on the second object or the first object or both until the resin composition is activated by vibration induction, The activation includes at least one of the reduced viscosity of the resin compared with the first viscosity and the activation of the particles dispersed in the resin, Continue or repeat. The steps of pressing and causing mechanical vibration to work until the resin is at least partially crosslinked and the viscosity of the resin increases compared with the first viscosity, thereby fixing the second object to the first object by the resin composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活化粘合剂的方法专利
本专利技术属于机械工程和构造领域，尤其是机械构造领域，例如汽车工程、飞机构造、造船、机器构造、玩具构造等领域。更具体地，其涉及包括将物体彼此紧固的步骤的制品制造，以及涉及用于这样的制造方法的粘合剂组合物。专利技术背景在汽车、航空和其它工业中，已经有远离钢结构并代之以使用轻质材料，例如纤维复合材料，尤其是碳纤维增强聚合物或玻璃纤维增强聚合物的倾向。尽管纤维复合材料部件可以在给定的足够高的纤维含量和平均纤维长度并且给定适当的纤维取向的情况下被制造成具有相当大的机械强度，但是另外的物体，例如连接器(销钉或类似物)与其的机械紧固是个挑战。传统的铆接技术仅在有限的程度上是合适的，特别是由于纤维复合材料的延展性小。而且，由于这样的连接需要在待连接另外的物体的位置处预钻孔，因此定位的精度可能是个问题，特别是如果要将彼此连接的几个部件连接到纤维复合材料部件。另一个缺点是，预钻孔削弱连接器(或类似物)所紧固的物体。粘合剂连接可以很好地工作，但是遭遇以下缺点，即粘合强度不能大于最外层的强度和它与部件其余部分的连接的强度。此外，可固化(热固性)粘合剂总是需要一定的固化时间用于交联。在工业生产的情况下，这将大大增加生产时间。为了解决这个问题，已经提出使用UV固化粘合剂，其倾向于比热固化粘合剂更快固化。然而，它们需要至少部分透明的连接器以允许固化辐射到达可固化粘合剂。另外，取决于设置的胶合线可能遭受层厚度和胶分布的均匀性方面的敏感性的问题。与其它材料的粘合剂连接存在类似的挑战。WO97/25360公开了基于聚氨酯预聚物的粘合剂组合物，用于将玻璃粘合到其它基材，例如金属或塑料，例如用于将玻璃窗粘合至汽车的窗框。所述组合物可包含包封的固化剂，其中的颗粒破裂，特别是通过施加热、剪切力、超声波或微波或通过迫使所述组合物通过在其最小点处小于颗粒尺寸的筛。WO2008/094368也公开了通过施加超声波能量来破裂具有固化剂的包封物，用于将玻璃板粘附到车辆的部件。在试图解决汽车制造中的特定问题时，这些教导并未以通用的方式解决上述挑战。因此，提供一种将另外的第二物体(例如连接器)紧固到第一物体的方法是有利的，其克服了现有技术方法的缺点，并且其特别地产生了牢固可靠的机械粘合。另一个目的是提供适合用于此目的的组合物。专利技术概述根据本专利技术的一方面，提供了一种将第二物体紧固到第一物体的方法，该方法包括：-提供包括第一连接表面的第一物体；-提供第二物体；-将第二物体相对于第一物体放置，树脂组合物位于第一连接表面和第二物体(的第二连接表面)之间，其中所述树脂组合物包含树脂，所述树脂组合物具有第一粘度；-将第二物体和第一物体彼此压靠，并使机械振动作用于第二物体或第一物体或两者，直到树脂组合物经受振动诱导的活化，-其中所述活化包括与第一粘度相比所述树脂组合物的粘度降低和至少部分地被树脂包围的至少一个元件，例如分散在树脂中的颗粒的活化中的至少一种，-继续或重复按压和使机械振动作用的步骤，直到树脂已至少部分交联，并且与第一粘度相比，树脂的粘度(至少局部)增加，-由此所述树脂组合物将第二物体固定至第一物体。在本文中，“树脂”表示任何可流动的(通常是粘性液体)并且能够通过树脂分子之间和/或树脂分子与其它物质之间产生的共价键永久地硬化的物质。例如，树脂可以是包含单体或多种单体或处于可流动状态的预聚物的组合物，其能够通过固化不可逆地变成聚合物网络。通过降低粘度和/或释放物质的活化步骤可以包括去除或降低组合物内流动性的障碍。在采用分散在树脂中的多个元件的实施方案中，元件不一定必须是固体，而是可以例如亚稳定地分散在树脂中，使得它们与树脂一起形成乳液。然后，通过机械振动的活化可包括引起局部微循环以促进混合，且由此显著增强相之间(元件和树脂之间)的反应表面以引发反应。本专利技术人已经发现，可以以三种可能的方式使机械振动起作用：第一，对于树脂本身，通过降低树脂的粘度和/或对于组合物的其它物质，例如在一些实施方案中通过最初包含在颗粒中并被释放的物质，其可导致树脂组合物内的流动性增加。另外，在实施方案中，振动可使树脂变得良好分布并且使其完全湿润/渗透，并且如果适用的话，在连接表面(第二物体的第一连接表面或第二连接表面)上嵌入任何结构，从而使树脂相对深地渗入这样的结构中。第二，机械振动能量主要在第一物体和第二物体之间的界面处以及树脂中被吸收，从而激发固化过程。更确切地说，必须发现树脂相当有效地且主要在界面处固化。因此，之后振动将引起粘度增加和快速硬化。第三，机械振动引起活化。如下文更详细地解释的，如果活化包括颗粒的活化，则这可以以不同方式起作用。如果连接表面设置有相应的结构，则在硬化处理之后，树脂除了引起材料连接(即粘合剂结合)之外还可以由于其已渗透该结构而引起形状配合连接(positive-fitconnection)，该结构可包括底切。在实践中，已经发现(例如使用市售的双组分环氧粘合剂作为树脂)，与没有超声振动的情况下将具有的速度相比，固化过程被加速至少一个数量级。根据经验(asaroleofthumb)，温度升高约10℃使凝固时间减少50％。在实践中，可观察到短期(例如2-3秒)的约50℃或甚至100℃的超声诱导的温度升高。树脂组合物可以被构成为能够经受振动诱导的活化。第一组实施方案涉及一种树脂组合物，其粘度可在交联过程再次提高粘度之前通过振动降低。在该第一组实施方案中，在放置步骤期间，树脂组合物起初具有相当高的粘度，甚至达到认为其几乎是固体且基本不粘的程度。然后，在提供步骤中，可以为第一物体和/或第二物体提供树脂作为预施加的涂层。例如，可能的是，储存多个具有已经施加的树脂涂层的第一物体和/或第二物体。例如，在第一组的子组中，树脂可以在将第二物体相对于第一物体放置的步骤之前预聚合，即在被施加之前预聚合。预聚物可具有液化温度(熔融温度或其变得可充分流动的其它温度)，其高于起初提供所述物体时的温度(对于大多数应用而言是室温)。在第一组的另一子组中，树脂组合物包含具有稳定作用的添加剂。这样的稳定添加剂的实例是膨润土。根据现有技术，已知膨润土用于不滴落且仅在机械应力(触变效应)下时变得可充分流动的涂料。一旦通过机械振动剪切速率上升，粘度就因此降低。在更进一步的子组中，组合物含有因其具有低玻璃化转变温度和/或液化温度而降低粘度的添加剂。在包括所提到的子组的实施方案的实施方案中，树脂组合物可以是触变性的。具有在室温下相对固态的性质并且可以通过加热硬化的树脂组合物是本领域已知的。根据第一组实施方案的本专利技术增加了以下功能：-与涉及加热的现有技术方法相比，加热不是通过从远程热源经由由此被加热的表面进入树脂组合物的热传导完成的，而是通过机械振动能吸收完成的。该振动能吸收主要发生在与之发生结合的物体的界面处(外部摩擦；在界面的两侧产生热)和树脂组合物本身的内部(内部摩擦)。因此，根据本专利技术的方法使得有针对性的加热并因此有助于活化成为可能。该第一功能与实施方案是否属于第一组无关。-此外，机械振动能带来高内部剪切速率，且因此利用在树脂组合物中发生的触变效应。因此，使得另外有助于暂时降低粘度并由此有助于活化。由于活化树脂组合物内的流动性增加，因此交联过程在很大程度上受到激发。在第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将第二物体紧固到第一物体的方法，所述方法包括以下步骤：‑提供包括第一连接表面的第一物体；‑提供第二物体；‑将第二物体相对于第一物体放置，树脂组合物位于第一连接表面和第二物体之间，其中所述树脂组合物包含树脂，所述树脂组合物具有第一粘度；‑使机械振动作用于第二物体或第一物体或两者，直到树脂组合物经受振动诱导的活化，‑其中所述活化包括与第一粘度相比树脂组合物的粘度降低和至少部分地被树脂包围的至少一个元件的活化中的至少一种，‑继续或重复使机械振动起作用的步骤，直到树脂至少部分交联，并且与第一粘度相比，树脂的粘度至少局部增加，‑由此所述树脂组合物将第二物体固定至第一物体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 CH 01346/16;2016.12.07 CH 01612/161.一种将第二物体紧固到第一物体的方法，所述方法包括以下步骤：-提供包括第一连接表面的第一物体；-提供第二物体；-将第二物体相对于第一物体放置，树脂组合物位于第一连接表面和第二物体之间，其中所述树脂组合物包含树脂，所述树脂组合物具有第一粘度；-使机械振动作用于第二物体或第一物体或两者，直到树脂组合物经受振动诱导的活化，-其中所述活化包括与第一粘度相比树脂组合物的粘度降低和至少部分地被树脂包围的至少一个元件的活化中的至少一种，-继续或重复使机械振动起作用的步骤，直到树脂至少部分交联，并且与第一粘度相比，树脂的粘度至少局部增加，-由此所述树脂组合物将第二物体固定至第一物体。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个元件是热塑性和/或弹性体元件，并且其中所述机械振动使得振动能量被元件吸收，由此所述元件将热传递给周围的树脂材料。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一个元件包含能够在室温以上的温度下经历一级相变的物质，并且其中所述振动诱导的活化包括引起至少部分材料经历一级相变。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述能够经历一级相变的材料是热塑性材料。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述能够经历一级相变的材料是相变材料。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述树脂组合物包含多个作为颗粒的元件。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述颗粒具有至少近似球形的几何形状。8.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中所述颗粒的平均直径为10μm至100μm。9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中所述颗粒的弹性模量与交联后的树脂的弹性模量相差至多2倍。10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其中至少所述颗粒的表面能够与树脂发生化学反应。11.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，其中所述颗粒包含聚酰胺聚合物。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少部分地被树脂包围的至少一个元件具有热塑性。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述至少部分地被树脂包围的至少一个元件包括辅助元件，并且其中在放置第二物体的步骤和/或使机械振动起作用的步骤中，包括在按压步骤中将第一和第二物体彼此压靠并使用辅助元件作为距离保持器。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述辅助元件具有热塑性并形成至少一个能量引导结构。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·迈尔，M·瑞姆，
申请(专利权)人：多种材料焊接股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH