粘合异种材料的方法和制剂技术

本公开涉及胶合剂的制剂和粘合异种材料的方法。所述制剂和方法可以将含有非晶态或具有低结晶度的第一聚烯烃的非聚氯乙烯(PVC)粘合到为刚性材料或硬质PVC的第二材料。所述方法和制剂可以通过在界面处共溶解或在粘合之前活化一种材料来起作用。前活化一种材料来起作用。前活化一种材料来起作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘合异种材料的方法和制剂
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年9月19日提交的美国临时申请号62/733,516的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及聚合物材料领域。更具体地，本公开涉及异种聚合物材料和用于粘合其的粘合剂或胶黏剂制剂。

技术介绍

[0004]在现有技术中已知用于增加表面能或使异种材料相容的各种接枝技术[1、2、4、6、7、9、10]。由于化学上的差异，粘合异种材料难以实现。特别地，粘合聚烯烃基材料由于低表面能而具有挑战性，这要求在粘合之前使用胶黏剂进行底漆涂覆或进行特殊的表面处理。现有技术包括改性技术或接枝的实例，以及用于提高官能化聚烯烃与各种涂料、油漆和胶黏剂之间的粘附性的特定制剂[3、5、11]。
[0005]特别地，EP 1233039描述了一种改性聚烯烃制剂(基于热塑性烯烃)，其包括将官能团与一个酯基和至少一个羟基和/或一个环氧乙烷基团接枝以改善对涂料和胶黏剂的粘附性。已知在工业上使用胶合剂和底漆来连接聚氯乙烯(PVC)管道和管道配件。例如，美国专利号6613187B1描述了一种胶合剂技术，该技术用于将聚烯烃材料彼此粘合或将相似材料和低结晶聚合物粘合至低结晶聚合物。然而，此公开未描述实现具有不同化学和材料特性(例如，结晶度、极性等)的异种材料的粘合的方法或制剂。

技术实现思路

[0006]本文公开的技术可有利地实现更高的接枝密度，相比较于市售的接枝聚烯烃(通常最大为1wt％)。而且，本文的技术可以消除对底漆的需求及施加其的额外步骤，以及在附着异种材料之前的昂贵的胶黏剂的使用。有利地，可以使用常用且廉价的溶剂来接合适合于大批量制造或零件组装的零件。附加的优点可以包括组装零件的本体性质的最小变化，例如清晰度和适用于医疗递送(例如，低可提取/可滤取)应用的适用性。
[0007]另外，本文描述的方法涉及粘合异种聚合物材料的挑战。特别地，配置这些方法以改善低结晶性聚烯烃(热塑性弹性体、热塑性烯烃等)与刚性无定形材料或低结晶性聚氯乙烯(PVC)之间的粘附性。另外，所公开的方法允许使用对于在大容量制造中使用而言实用的廉价溶剂，避免单独的底漆施加或加热步骤。尽管具体使用实例包括医疗行业，这些解决方案在其他行业中也具有广泛的应用潜力。
[0008]在一个实施方案中，提供用于将第一材料粘附到第二材料的粘合剂，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，
或其组合；且所述粘合剂包括一种或多种聚合物，例如，乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体，其可以为至多51wt％或更多，以及形成溶剂体系的溶剂或溶剂组，以及任选地增粘剂。在使用常规灭菌方法暴露于热时，粘合剂用于粘合异种材料。
[0009]在另一个实施方案中，提供了一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，或其组合；所述方法包括：i.)用极性官能团改性第一材料，所述极性官能团增加第一材料对第二材料的亲和力；和ii.)将第一材料粘合至第二材料。该方法通过用高极性官能团改性基底非PVC材料来提高其对第二材料的化学亲和力以及通过合适的溶剂或溶剂体系进行化学键合的能力。
[0010]在另一个实施方案中，提供了一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，或其组合；所述方法包括：i.)提供粘合剂，所述粘合剂包含由以下组成的组中的一种或多种：a.)能够溶解第一材料和第二材料的有机溶剂或溶剂混合物；b.)第一材料和第二材料的混合物；c.)选自聚丙烯(PP)、热塑性烯烃(TPO)和热塑性弹性体(TPE)的聚合物材料，所述聚合物材料被极性基团官能化；和ii.)使用粘合剂将第一材料粘合至第二材料。
[0011]在另一个实施方案中，提供了一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，或其组合；所述方法包括：i.)使用选自由以下组成的组的至少一种技术来改性第一材料：a.)将第一材料与至多约51wt％的官能化聚合物混合；b.)将第一材料与至多约5wt％的第二增容剂混合；c.)将第一材料与至多约5wt％的助粘剂混合；d.)将第一材料与至多约5wt％的乙烯丙烯酸共聚物混合；和ii.)将改性的第一材料粘合至第二材料。
[0012]相关方面包括利用涵盖相似技术原理的其他方法。例如，可以使用表面沉积技术来接枝官能团以增加极性，从而增加非PVC材料的极性。一个实例包括使用常压等离子体沉积技术，以便在非PVC表面上沉积极性化学基团，例如马来酸酐、丙烯酸或类似试剂。该技术可在保持材料所需的本体性质(流变性、机械性能、透明度等)的同时，对非PVC表面进行改性。本文公开的方法也可以优化以用于经由常规处理设备的处理。
[0013]本主题技术的附加特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地从描述中将变得显而易见，或者可以通过主题技术的实践而获知。本主题技术的优点将通过在书面描述及其实施例以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
[0014]应理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对本主题技术的进一步解释。
附图说明
[0015]下面参考附图描述本专利技术的说明性实施方案的各种特征。所示的实施方案旨在说明而非限制本专利技术。附图包含以下的图：
[0016]图1示出了如实施例1中描述的用官能化烯烃共聚物粘合的Luer
–
管组件。
[0017]图2示出了如实施例1描述的粘合力测试设备及其中的样品放置。
[0018]图3示出了根据实施例2的方法，将50/50Makrolon 2458/Makrolon Rx1805制成的T型聚碳酸酯接头粘合到由Teknor Apex Medalist MD575制成的热塑性弹性体管。
[0019]图4示出了实施例2的实验中不同浓度的OFS6030溶液的平均粘合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用粘合剂将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包含非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中所述非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或具有在约0.1％至约50％结晶度范围内的结晶度；第二材料包括拉伸模量为约1800至约3000MPa的刚性无定形材料、肖氏A硬度为约70至约85的PVC或其组合；且所述粘合剂包含乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体、增粘剂和溶剂；所述方法包括施加粘合剂以在第一材料和第二材料之间形成粘合。2.如权利要求1所述的方法，其中所述非PVC聚烯烃聚合物是基于苯乙烯的热塑性弹性体(TPE)或基于苯乙烯的热塑性烯烃(TPO)。3.如权利要求1或2所述的方法，其进一步包含在施加所述粘合剂之后，在大约40℃至大约60℃范围内的温度下使所述第一材料和第二材料灭菌。4.如权利要求1或2所述的方法，其中所述刚性无定形材料包括聚碳酸酯或其共聚物或聚丙烯酸酯或其共聚物。5.一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包含非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中所述非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或具有在约0.1％至约50％结晶度范围内的结晶度；第二材料包括拉伸模量为约1800至约3000MPa的刚性无定形材料、肖氏A硬度为约70至约85的PVC或其组合；所述方法包含：i.)用极性官能团改性第一材料，所述极性官能团增加第一材料对第二材料的亲和力；ii.)将第一材料粘合至第二材料。6.如权利要求5所述的方法，其中改性第一材料包括经由反应性挤出将极性官能团接枝到第一材料。7.如权利要求6所述的方法，其中所述极性官能团是通过与包含至少一个酯基的单体化合物反应形成的。8.如权利要求7所述的方法，其中所述单体化合物包含能够与活化材料反应的碳
‑
碳双键。9.一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包含非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中所述非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或具有在约0.1％至约50％结晶度范围内的结晶度；第二材料包括拉伸模量为约1800至约3000MPa的刚性无定形材料、肖氏A硬度为约70至约85的PVC或其组合；所述方法包含：i.)提供粘合剂，所述粘合剂包含由以下组成的组中的一种或多种：a.)能够溶解第一材料和第二材料的有机溶剂或溶剂混合物；b.)第一材料和第二材料的共混物；c.)选自聚丙烯(PP)、热塑性烯烃(TPO)和热弹性弹性体(TPE)的聚合物材料，所述聚合物材料被极性基团官能化；
ii.)使用粘合剂将第一材料粘合到第二材料。10.如权利要求9所述的方法，其中所述非PVC聚烯烃聚合物是基于苯乙烯的热塑性弹性体(TPE)或基于苯乙烯的热塑性烯烃(TPO)。11.如权利要求9或10所述的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽赫拉，
申请(专利权)人：康尔福盛三零三公司，
类型：发明
国别省市：