使用射频波固化粘结异种材料制造技术

提供了一种用于使用热固性粘合剂粘结具有不同的热膨胀系数的基材的方法。该方法涉及使用射频能量的预固化步骤，然后是热固化步骤。骤。骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用射频波固化粘结异种材料


[0001]本专利技术涉及一种用于使用射频能量获得粘结结构的新颖方法。

技术介绍

[0002]使用热固性粘合剂的界面粘合带来了各种挑战，特别是在塑料
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塑料、金属
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金属或塑料
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金属粘结常见的汽车行业。在烘箱中对粘合剂进行热固化以粘结两种不同材料(具有不同的材料特性)可能导致翘曲或变形，从而损害粘结零件的结构完整性。变形的一个原因是被粘结的两种材料之间的热膨胀系数(CTE)不匹配或部件之一的材料退化或部件之一的累积热应力。
[0003]在汽车底盘的组装中，通常整个组装的或部分装配的底盘在最后阶段经受烘箱加热步骤，如电泳，其中底盘涂层通过加热至约180℃固化。构成底盘的一部分的任何子组件当然都将经受这种相当高温的处理，只因为它们“随车而行”。通常，整个组装过程被设计成使得子组件中的粘合剂的固化在此最终加热过程期间发生，从而允许减少总的循环时间和能量使用，因为两个或更多个热固化步骤被一个步骤代替。在此类过程中，如果子组件包括具有不同CTE的基材，这些基材将在加热期间通过粘合剂的固化而粘结，则由于基材在加热步骤期间的不同膨胀而将发生变形。变形可能损害粘合剂粘结和子组件本身的完整性。
[0004]WO 2019/104216 A1公开了一种使用射频能量固化环氧基粘合剂的方法。与常规的烘箱固化相比，RF固化的优点是其允许制造商以相对较低的成本(对于设备投资和在使用过程中)固化粘附的组件。
[0005]需要一种固化粘附具有不同CTE的基材的热固性粘合剂的方法，该方法避免了最终组件的变形。

技术实现思路

[0006]在第一方面，本专利技术提供了一种用于粘结两个基材的方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)使用射频能量预固化热固性粘合剂，其中粘合剂包含至少一种射频感受剂，并且粘合剂与第一基材和第二基材接触，并且第一基材和第二基材具有不同的热膨胀系数；以及
[0008](2)使用热进一步固化热固性粘合剂。
[0009]在第二方面，本专利技术提供了一种用于粘结两个基材的方法，该方法包括以下步骤：
[0010](1)提供第一基材和第二基材；
[0011](2)在第一基材与第二基材之间施用热固性粘合剂，粘合剂包含至少一种射频感受剂；
[0012](3)使用射频能量预固化粘合剂；
[0013]其中第一基材和第二基材具有不同的线性热膨胀系数；以及
[0014](4)使用热进一步固化热固性粘合剂。
[0015]在第三方面，本专利技术提供了一种粘结组件，其包括粘结在一起的第一基材和第二
基材，其中第一和第二基材具有不同的线性热膨胀系数，以及在第一基材与第二基材之间的热固性粘合剂，其中粘合剂包含射频感受剂。
[0016]在第四方面，本专利技术提供了一种粘结组件，其包括粘结在一起的第一基材和第二基材，其中第一和第二基材具有不同的线性热膨胀系数，以及在第一基材与第二基材之间的热固性粘合剂，其中粘合剂包含射频感受剂，并且其中粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度(α)。
[0017]在第五方面，本专利技术提供了一种用于粘结两个基材的方法，该方法包括以下步骤：
[0018](1)提供组件，该组件包括第一基材和第二基材，以及与第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中这些基材具有不同的热膨胀系数，粘合剂包含至少一种射频感受剂并且粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度；以及
[0019](2)使用热固化热固性粘合剂。
[0020]在第六方面，本专利技术提供了一种用于制造组件的方法，其中该组件包括一个或多个子组件，该方法包括以下步骤：
[0021](1)提供子组件，该子组件包括第一基材和第二基材，以及与第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中这些基材具有不同的热膨胀系数，粘合剂包含至少一种射频感受剂并且粘合剂已经使用射频能量预固化；
[0022](2)将子组件组装到组件中；以及
[0023](3)使用热固化热固性粘合剂。
[0024]在第七方面，本专利技术提供了一种用于制造组件的方法，其中该组件包括一个或多个子组件，该方法包括以下步骤：
[0025](1)提供子组件，该子组件包括第一基材和第二基材，以及与第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中这些基材具有不同的热膨胀系数，粘合剂包含至少一种射频感受剂并且粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度；
[0026](2)将子组件组装到组件中；以及
[0027](3)使用热固化热固性粘合剂。
[0028]在第八方面，本专利技术提供了一种用于制造组件的方法，其中该组件包括一个或多个子组件，该方法包括以下步骤：
[0029](1)提供子组件，该子组件包括第一基材和第二基材，以及与第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中这些基材具有不同的热膨胀系数，粘合剂包含至少一种射频感受剂并且粘合剂已经使用射频能量预固化；
[0030](2)将子组件组装到组件中；以及
[0031](3)使包括子组件的组件经受热固化步骤。
[0032]在第九方面，本专利技术提供了一种用于制造组件的方法，其中该组件包括一个或多个子组件，该方法包括以下步骤：
[0033](1)提供子组件，该子组件包括第一基材和第二基材，以及与第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中这些基材具有不同的热膨胀系数，粘合剂包含至少一种射频感受剂并且粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度；
[0034](2)将子组件组装到组件中；以及
[0035](3)使包括子组件的组件经受热固化步骤。
具体实施方式附图说明
[0036]图1示出了用于粘合剂的RF固化的装置的实例。
[0037]图2示出了用于固化用于搭接剪切试验的粘合剂的装置。
[0038]图3示出了根据本专利技术的方法用于固化粘合剂的装置。
[0039]图4示出了用于进行剥离试验的装置。
[0040]图5示出了a)在不同炭黑浓度下含炭黑(CB)的固化粘合剂的电导率(S/m)，b)在不同炭黑浓度下含炭黑的固化(实心条)和未固化(阴影条)粘合剂的加热速率(℃/S)。
[0041]图6示出了：a)使用RF固化的铝
‑
粘合剂
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钢组件的温度曲线。实线是粘合剂的温度，中间虚线是钢的温度并且细的虚线是铝的温度。星号表示在加热期间的RF
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场调谐；
[0042]b)使用烘箱固化的铝
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粘合剂
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钢组件的温度曲线。
[0043]图7示出了：a)铝
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粘合剂
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钢组件中铝板的挠度，对于：无炭黑(CB)的烘箱固化粘合剂(三角形)、具有10wt％CB的烘箱固化粘合剂(圆形)、具有10wt％CB的粘合剂的RF预固化加烘箱固化(正方形)、具有10w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】1.一种用于粘结两个基材的方法，所述方法包括以下步骤：(1)使用射频能量预固化热固性粘合剂，其中所述粘合剂包含至少一种射频感受剂，并且所述粘合剂与第一基材和第二基材接触，并且所述第一基材和所述第二基材具有不同的热膨胀系数；以及(2)使所述热固性粘合剂经受热处理。2.一种用于粘结两个基材的方法，所述方法包括以下步骤：(1)提供第一基材和第二基材；(2)在所述第一基材与所述第二基材之间施用热固性粘合剂，所述粘合剂包含至少一种射频感受剂；(3)使用射频能量预固化所述粘合剂；其中所述第一基材和所述第二基材具有不同的线性热膨胀系数；以及(4)使所述热固性粘合剂经受热处理。3.一种用于粘结两个基材的方法，所述方法包括以下步骤：(1)提供组件，所述组件包括第一基材和第二基材，以及与所述第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中所述基材具有不同的热膨胀系数，所述粘合剂包含至少一种射频感受剂并且所述粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度；以及(2)使所述热固性粘合剂经受热处理。4.一种用于制造组件的方法，其中所述组件包括一个或多个子组件，所述方法包括以下步骤：(1)提供至少一个子组件，其包括第一基材和第二基材，以及与所述第一和第二基材接触的热固性粘合剂，其中所述基材具有不同的热膨胀系数，所述粘合剂包含至少一种射频感受剂并且所述粘合剂已经使用射频能量预固化到至少0.4的固化度；(2)将所述子组件组装到所述组件中；以及(3)使所述热固性粘合剂经受热处理。5.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述预固化进行到至少0.4的固化度。6.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述第一基材和所述第二基材的热膨胀系数相差5X 10
‑6m/(m
‑
℃)或更大。7.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述第一基材和所述第二基材的热膨胀系数相差8X 10
‑6m/(m
‑
℃)或更大。8.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂选自环氧基热固性粘合剂、氨基甲酸乙酯基热固性粘合剂、(甲基)丙烯酸类热固性粘合剂、热塑性热熔粘合剂、或其混合物。9.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂是环氧基粘合剂。10.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂是基于双酚环氧树脂的环氧粘合剂。11.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂在加热至80℃、优选至少100℃或更高的温度时固化，但如果在室温(约22℃)下和在高达至少50℃的温度下，则固化非常缓慢。12.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂包含固化剂，所述固化剂选
自三氯化硼/胺和三氟化硼/胺络合物、双氰胺、三聚氰胺、二烯丙基三聚氰胺、胍胺如乙酰胍胺和苯并胍胺、氨基三唑如3
‑
氨基
‑
1,2,4
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三唑、酰肼如己二酸二酰肼、硬脂酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、氨基脲、氰基乙酰胺和芳香族多胺如二氨基二苯砜。13.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，所述粘合剂包含双氰胺。14.如任一项前述权利要求所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：得克萨斯农业及机械体系综合大学，
类型：发明
国别省市：