用热固化粘合剂结构性连接导电塑料基材，特别与金属基材结合的方法技术

本发明专利技术涉及用于粘合热稳定性基材的方法，包括如下步骤：i)在第一基材S1的表面施加热固化粘合剂组合物KL，i i)使施加的热固化粘合剂组合物KL与第二基材S2的表面接触，其中一个或两个基材、特别是只有一个基材是导电塑料基材KS；i i i)通过电阻加热而加热至少一个导电塑料基材KS。本发明专利技术提供了一种具有更低能耗和更低投资成本的固化方法，其特别允许借助于热固化粘合剂组合物结构性连接具有不同纵向热膨胀系数的基材，并且能够降低固化粘合剂组合物中的应力。中的应力。中的应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用热固化粘合剂结构性连接导电塑料基材，特别与金属基材结合的方法


[0001]本专利技术涉及热固化粘合剂组合物的领域，所述热固化粘合剂组合物特别用于连接具有不同热膨胀系数的基材，特别是在交通工具或白色家电(Weisswaren)的骨架构造中。

技术介绍

[0002]热固化粘合剂组合物公知已久。热固化粘合剂组合物的一个重要应用领域是车辆制造，特别是交通工具或白色家电的骨架构造中的粘合。在两种情况下，在施加粘合剂组合物之后在烘箱中加热经粘合制品，由此也使得热固化粘合剂组合物固化。
[0003]经粘合制品的加热带来合适的骨架结构烘箱的巨大能量消耗和高投资成本。特别是当具有不同的纵向热膨胀系数的两个基材通过结构性粘合彼此连接时，会出现另一个问题。在此过程中，在120
–
220℃的烘箱中的固化步骤会导致两个基材膨胀至不同的长度。因此在随后的冷却时会在经固化粘合剂组合物(特别是基于环氧树脂的粘合剂组合物)中产生高应力，所述高应力会导致粘接失效、基材变形，或导致粘合连接体中所谓的应力“冻结”。由于这种“冻结”，粘合连接体在其寿命期间对静态负荷、动态负荷和冲击负荷明显更敏感，这会导致粘接减弱。
[0004]因此，需要能够以更低能耗和更低投资成本实现的固化方法。还需要一种通过热固化粘合剂组合物使具有不同纵向热膨胀系数的基材结构性连接的方法，所述方法一方面保证用于结构性连接的足够的机械性能，另一方面能够获得降低烘箱中典型热固化期间出现的高应力的连接体。
[0005]专利技术概述
[0006]因此本专利技术的目的是提供一种具有更低能耗和更低投资成本的固化方法，其特别允许通过热固化粘合剂组合物使具有不同纵向热膨胀系数的基材结构性连接，并且能够降低经固化粘合剂组合物中的应力。
[0007]出乎意料地通过根据权利要求1所述的根据本专利技术的方法实现该目的。
[0008]本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
[0009]专利技术详述
[0010]本专利技术涉及用于粘合热稳定性基材的方法，包括如下步骤：
[0011]i)在第一基材S1的表面施加热固化粘合剂组合物KL，
[0012]ii)使施加的热固化粘合剂组合物KL与第二基材S2的表面接触，使得施加的热固化粘合剂组合物KL布置在两个基材S1和S2之间，其中一个或两个基材、特别是仅一个基材是导电塑料基材KS，并且其中施加的热固化粘合剂组合物KL在步骤ii)之后的厚度≥0.1mm，优选≥0.3mm，优选≥0.5mm，特别是≥1mm；
[0013]iii)通过电阻加热而加热至少一个导电塑料基材KS。
[0014]在本文中，关于取代基、残基或基团而使用的表述“彼此独立地”表示：在相同分子
中以相同方式标明的取代基、残基或基团可以不同含义出现。
[0015]“增韧剂”在本文中被理解为环氧树脂基质的添加剂，以环氧树脂组合物的总重量计，所述添加剂即使在≥5重量％、特别是≥10重量％的低掺加量下也能造成韧性明显增加，因此能够在基质撕裂或断裂之前获得更高的弯曲应力、拉伸应力、冲击应力或碰撞应力。
[0016]物质名称(例如“多元醇”、“多异氰酸酯”、“聚醚”或“聚胺”)中的前缀“聚/多”在本文中表示，每种物质在形式上每分子包含多于一个在其名称中出现的官能团。
[0017]“分子量”在本文中被理解为分子的摩尔质量(以克/摩尔计)。“平均分子量”表示低聚或聚合形式的分子混合物的数均分子量M
n
，其通常通过GPC相对于聚苯乙烯标样确定。
[0018]“伯羟基”表示结合至具有两个氢的碳原子的OH
‑
基团。
[0019]术语“伯氨基”在本文中表示结合至一个有机基团的NH2‑
基团，而术语“仲氨基”表示结合至两个有机基团(也可以是环的公共部分)的NH
‑
基团。因此具有一个伯氨基的胺被称为“伯胺”，具有一个仲氨基的胺相应地被称为“仲胺”并且具有一个叔氨基的胺被称为“叔胺”。
[0020]“室温”在本文中表示23℃的温度。
[0021]“热稳定性材料”特别被理解为在100
–
220℃、优选120
–
200℃的固化温度下至少在固化时间内形状稳定的材料。
[0022]如果通过结构性粘合(特别是在车身骨架构造中)彼此粘合具有不同纵向热膨胀系数(Δα)的两个基材(例如金属或纤维增强塑料)，则在120
‑
220℃温度的烘箱中进行的固化步骤(例如在穿过对流烤箱时)会造成两个基材膨胀至不同长度。因此在随后的冷却时(例如在穿过冷却区域时)会在经固化粘合剂组合物中产生高应力，所述高应力要么导致粘接失效、基材变形，要么导致粘合连接体中所谓的应力“冻结”。
[0023]在电阻加热时产生热量，其中通过施加电压使得电流流过导电材料并且通过焦耳热加热。所用材料的比电阻越高，则可以使用的加热导体越短。
[0024]一个或两个基材S1和S2、特别是仅一个基材是导电塑料基材KS。
[0025]作为导电塑料基材KS，特别优选的是导电的纤维增强塑料。
[0026]优选的是这样的导电塑料基材KS，其在步骤i)的时刻具有以导电塑料基材KS总重量计的小于5重量％、优选小于1重量％、优选小于0.1重量％、特别是小于0.01重量％的一定含量的热固化树脂，特别是热固化环氧树脂。这样的含有未固化状态的树脂的塑料基材的缺点在于，它们具有较低的结构性能，并且由于其粘性而难以处理。
[0027]这些导电的纤维增强塑料优选由嵌入塑料基质的纤维构成的平面载体材料(特别是非织造布或垫)组成。优选为已经固化的塑料基质。
[0028]由纤维和/或塑料基质构成的平面载体材料可以是导电的。
[0029]由纤维构成的导电平面载体材料优选为金属纤维、碳纤维和导电织物纤维(特别是金属涂覆的织物纤维)，特别是碳纤维。
[0030]导电塑料基质，特别是热固性塑料或热塑性塑料，特别是热固性塑料，优选含有导电聚合物和/或导电颗粒，特别是：
[0031]‑
基于金属(特别优选基于铜)的导电颗粒，和/或
[0032]‑
基于玻璃、塑料、陶瓷、金属陶瓷、合金、矿物和岩石的导电颗粒，其本身是导电
的，或通过适当的贵金属或非贵金属涂层(特别是导电炭黑或石墨烯)而导电。
[0033]优选地，其为选自如下的导电的纤维增强塑料：玻璃纤维增强塑料、芳纶纤维增强塑料、玄武岩纤维增强塑料和碳纤维增强塑料，特别优选的是碳纤维增强塑料。
[0034]这些碳纤维增强塑料优选由导电碳纤维和导电或非导电塑料基质(特别是非导电塑料基质，特别优选环氧树脂基质)组成。
[0035]优选地，导电塑料基材KS是可以通过在20℃下电阻加热而被加热超过30开尔文、特别是超过50开尔文的材料。
[0036]优选地，导电塑料基材KS是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】53281测得。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤i)中，将热固化粘合剂组合物KL以粘合剂胶条的形式施加至第一基材S1的表面上，所述粘合剂胶条的厚度为5
–
50mm、特别是7.5
–
30mm、优选10
–
20mm，长度为5
‑
500cm、特别是10
‑
200cm，优选20
‑
100cm。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中施加的热固化粘合剂组合物KL在步骤ii)和/或步骤iii)之后的厚度≥0.3mm，优选≥0.5mm，优选≥1mm，优选≥1.5mm，优选厚度≤5mm，优选≤4mm，优选≤3mm，特别是≤2.5mm。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤i)中，将热固化粘合剂组合物KL施加至第一基材S1的小于30％的总表面积，特别是第一基材S1的小于20％，小于10％，小于5％，特别是小于3％的总表面积。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：