本公开涉及将环氧类表面膜和其他热固性表面膜直接粘附到固体热塑性表面的方法以及源自或可源自这些方法的结构。在一些实施方案中，本公开还涉及包括直接粘合到热固(性)表面膜的热塑性基材的复合结构；其中直接粘合限定了热塑性基材的热塑性表面和热固(性)表面膜的第一表面之间的界面。的第一表面之间的界面。的第一表面之间的界面。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热固性复合表面膜直接应用于经紫外线处理的热塑性表面及相关复合结构
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]无。
[0003]本公开涉及将环氧类表面膜和其他热固性表面膜直接粘附到固体热塑性表面的方法以及源自或可源自这些方法的结构。
技术介绍
[0004]纤维增强的聚合物基质复合材料是高性能结构材料，由于它们对腐蚀环境的耐受性、它们高的比强度或高的强度密度比以及它们的低重量，因此是常用的航空器部件、高性能汽车、船壳和自行车框架。
[0005]航空航天工业中使用的常规复合结构通常包括表面膜，以在涂漆之前为复合结构提供所需的性能特征。表面膜诸如环氧类膜，通常应用于聚合物复合材料制品的外表面，以提供具有航空航天应用所需的表面质量的复合材料。例如，可以将表面膜与预浸料共固化以提供保护的基本无孔隙的表面，其中表面膜的电阻率小于下面的基材同时减少复合材料制造的劳动力、时间和成本。此外，这些表面膜可以被功能化，例如以提高它们对雷击、静电放电和电磁放电的耐受性。
[0006]但是，在结构部件的制造期间，并不总是能够将这些表面膜与聚合物基质复合材料的结构元件共固化或以其他方式粘合。一些结构元件不是由固化的复合材料制成，这使得与这些材料的这种结合特别具有挑战性，因为由于航空航天应用中使用的热塑性材料的非常高的熔点，在粘合期间发生的混合(intermingling)过程是不可能的。
[0007]在粘合剂行业中，还已知的是某些基材(诸如某些高性能塑料)难以粘合。热塑性塑料，诸如PEEK(聚醚醚酮)；PPS(聚苯硫醚)；聚芳酰胺(PARA)或聚醚酰亚胺(PEI)出于它们高的比强度或高的强度密度比是有吸引力的结构聚合物，但也特征在于差的粘合特性。至少一个原因被认为是要粘合的塑料的低表面能特性。
[0008]为了使表面膜粘合到这种低能表面，已经开发了几种策略，包括化学涂底、使用专门配制用于粘合此类基材的化学粘合剂组合物、物理磨损或化学粗糙化、火焰处理以及酸或等离子蚀刻，以使表面在施用粘合剂或漆料之前更容易粘合。然而，这些方法中的每一种都具有需要考虑的折衷。
[0009]应当理解，由于安全和废物处理问题、过程控制和成本，化学处理诸如酸蚀刻或化学活化在商业用途方面受到限制。
[0010]等离子体技术需要大型设备。除了资金成本之外，设备的尺寸也存在困难，这使得其难以可携带使用，例如在密闭空间中使用。
[0011]物理磨损也可产生不同的结果，因为难以充分控制这种方法并使其伴随着废料磨损副产品的问题。
[0012]虽然底漆可以起到很大的作用，但总是需要一种活化表面以进行后续粘合的替代方法。这尤其适用于PEEK、PARA、PPS或PEI，它们往往难以粘合塑料，并且因此通常粘合强度往往低于其他塑料
‑
并且即使使用底漆时，这通常也适用。
[0013]尽管存在针对这些问题的现有提出的解决方案，但希望提供替代解决方案，使得最终用户具有更多可用选择。
技术实现思路
[0014]本公开涉及包括直接粘合到热塑性基材的热固(性)表面膜的复合结构，制备这些复合结构的方法，以及包括这些复合结构的制品。
[0015]在某些实施方案中，复合结构包括直接粘合到热固(性)表面膜的热塑性基材；其中直接粘合限定了热塑性基材的热塑性表面和热固(性)表面膜的第一表面之间的界面，热固(性)表面膜进一步包括与热固(性)表面膜的第一表面相对的第二表面。
[0016]在本文其他地方提出了热塑性基材的定义。虽然不一定如此限制，但在某些更具体的实施方案中，热塑性基材包括：
[0017](a)聚芳醚酮，诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)；聚醚醚酮酮(PEEKK)；或聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)；
[0018](b)含有直接连接到羰基的苯基的聚合物，任选地其中羰基是酰胺基团的一部分，诸如聚芳酰胺(PARA)；
[0019](c)聚苯硫醚(PPS)；
[0020](d)聚苯醚(PPO)；或者
[0021](e)聚醚酰亚胺(PEI)。
[0022]另外或替代地，热塑性基材包含热塑性聚合物，该热塑性聚合物包含在被足够强度和持续时间的光化辐射照射时易于发生至少部分光解裂解的一些化学键。在这些实施方案的某些中，光化辐射包括具有在约10nm至约500nm或约100nm至约450nm范围内、优选在约200nm至约350nm范围内的至少一种波长的辐射。
[0023]另外或替代地，热塑性基材包含热塑性聚合物，该热塑性聚合物的键在至少一种波长下的约0.1J/cm2至约300J/cm2范围内的能量下，优选地在至少一种波长下的约0.5J/cm2至约250J/cm2或约1.5J/cm2至约250J/cm2的范围内的能量下被至少一种波长的光化辐射照射时易于发生至少部分光解裂解。
[0024]在包括直接粘合到热塑性基材的热固(性)表面膜的复合结构中，热固(性)表面膜可以是未固化的(例如，最初被制备的)或部分固化的(例如，在一些后处理之后)。粘附到热塑性基材或表面上的热固(性)表面膜比所提供时的热固(性)表面膜具有更高的固化度。
[0025]在优选的实施方案中，热固(性)表面膜是环氧类热固(性)表面膜。本文描述了各种类型的环氧类表面膜。
[0026]作为复合材料本身，在一些实施方案中，如本文所公开的被使用或粘附到基材上的表面膜包含加入聚合物或预聚物基质中的一种或多种有机、无机或金属添加剂，例如，添加剂诸如流动剂、流变改性剂、密度调节剂、抗冲改性剂、防腐剂、颜料、着色剂等。
[0027]替代地或另外，表面膜可包含至少一种颗粒填料或添加剂，所述颗粒填料或添加剂包括纳米、微米和/或大尺寸(macro
‑
dimensioned)的粉末、颗粒、珠粒、薄片、晶须或纤
维。这些形式取决于材料和具体材料的功能。
[0028]替代地或另外，表面膜可包括热固(性)树脂或聚合物内所含的一种或多种有机或无机纤维、织物(fabrics)、编织物(weaves)、网状物(meshes)，或多孔片材(porous sheets)。在这些实施方案的某些中，热固(性)表面膜包含设置在热固(性)表面膜的第二表面处或下方的一种或多种可剥离的有机或无机织物、编织物、网状物，或多孔片材。
[0029]替代地或另外，表面膜可包含适用于雷击保护、电流耗散、EMI屏蔽或热传递应用的至少一种导电材料。
[0030]替代地或另外，热固(性)表面膜被粘附到与热固(性)表面膜直接粘合的热塑性基材上，其强度根据ASTM D3359
‑
09针对45
°
划格胶带测试(cross
‑
hatched tape test)足以得分至少3B、4B或5B，其条件在实施例中更充分地描述。
[0031]其他实施方案包括制备直接粘合的热塑性
‑
热固(性)复合结构的那些方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合结构，其包括直接粘合到热固(性)表面膜的热塑性基材；其中所述直接粘合限定了所述热塑性基材的热塑性表面和所述热固(性)表面膜的第一表面之间的界面，所述热固(性)表面膜进一步包括与所述热固(性)表面膜的所述第一表面相对的第二表面。2.根据权利要求1所述的复合结构，其中所述热塑性基材包含：(a)聚芳醚酮，诸如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮(PEK)；聚醚醚酮酮(PEEKK)；或聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)；(b)含有直接连接到羰基的苯基的聚合物，任选地其中所述羰基是酰胺基团的一部分，诸如聚芳酰胺(PARA)；(c)聚苯硫醚(PPS)；(d)聚苯醚(PPO)；或者(e)聚醚酰亚胺(PEI)。3.根据权利要求1所述的复合结构，其中所述热塑性基材包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合物的键在被足够强度的光化辐射照射时易于发生至少部分光解裂解，其中所述光化辐射包括具有在约10nm至约500nm或约100nm至约450nm范围内、优选在约200nm至约350nm范围内的至少一种波长的辐射。4.根据权利要求1所述的复合结构，其中所述热塑性基材包含热塑性聚合物，所述热塑性聚合物的键在至少一种波长下的约0.1J/cm2至约300J/cm2范围内的能量下，优选地在至少一种波长下的约0.5J/cm2至约250J/cm2或约1.5J/cm2至约250J/cm2的范围内的能量下被至少一种波长(任选地1、2、3或4种波长)的光化辐射照射时易于发生至少部分光解裂解。5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合结构，其中所述热固(性)表面膜未固化。6.根据权利要求1至4中任一项所述的复合结构，其中所述热固(...
【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：
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