双重固化机理的聚合物粘合剂制造技术

一种双组分双重固化粘合剂，其具有第一组分和第二组分，当将第一组分和第二组分混合时，其部分反应以提供一些粘合强度加加工能力，并且一暴露于次级刺激就进一步反应以产生高强度粘合剂。高强度粘合剂。高强度粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双重固化机理的聚合物粘合剂


[0001]本教导大体上涉及双组分粘合剂。更具体地，本教导涉及具有双阶段活化的粘合剂。

技术介绍

[0002]由于混合在一起的固化剂和其它反应物，一种组分的粘合剂体系因有效期比理想的有效期短而苦苦挣扎，并且随着固化温度降低，尤其如此。此外，在分配方面也有困难，因为需要高粘度防止在固化之前冲洗。双组分粘合剂能够优于一种组分的粘合剂，原因包括通过将固化试剂与其它反应物分离而实现更长的有效期，及更低的粘度便于分配。双组分粘合剂在混合和施用过程中仍然呈现某些挑战。缓慢固化时间和低填料含量有助于便于分配并防止施用装置因过早的凝胶化而堵塞的低粘度，但是导致降低的抗冲洗性，然而更快的固化时间也能够负面影响粘附和粘附持久性。如本教导中所讨论的，双组分粘合剂的固化速率在平衡粘度方面是重要的，这样粘度就不会积聚在混合喷嘴中达到它阻止在制造中随后分配的程度，同时仍然快速得足以防止在后面的组装过程中冲洗地获得分子量。
[0003]对于能够快速反应来创建单元化组件的粘合剂来说，有特别的效用，该单元化组件接着能够经受热或其它次级刺激暴露，该暴露使粘合剂能够形成完整性质。这种粘合剂能够用于使由于粘合剂在加热时的部分顺应性而造成的所粘附的基材之间的扭曲减到最少。对于使用异种材料成分的组件尤其如此。另外，这使得具有最小固定时间和/或消除了焊接和/或机械紧固件的方法成为可能，其典型地用于皆使经由次级刺激反应的双组分材料和单一组分材料缓慢地反应的结构稳定。在现有工作成果中的分阶段的固化为了各种目的而加以采用。美国专利第5,997,682号利用了电子束来对氨基甲酸酯丙烯酸酯和聚氨酯化学体系进行初始辐射固化，继之以长达72小时的缓慢常温固化。这产生了能够结合热敏性材料的弹性体的、相分离的粘合剂。第二阶段中的缓慢常温固化弥补了阴影，该阴影阻止电子束完全固化组件中的材料。使用电子束固化的高成本和安全性担心不是优选的，并且常温固化的粘合剂典型地远弱于热固化的材料，特别是对于结构性粘合剂。美国专利第8,382,929号利用了由于氧抑制而留下胶粘的粘合剂表面的24小时常温自由基聚合，继之以UV引发的光聚合来完成固化。所述第二阶段克服了在自由基化学成分中氧抑制的挑战，但是初始反应再次是缓慢的，并且所述胶粘的表面能够在制造中产生操作和污染担心。美国专利第8,491,749号结合了反应性液体改性剂和环氧树脂体系而在双重热固化的过程中形成互穿网络。为了获得牢固且坚韧的粘合剂，在110℃下的第一热固化必须聚合反应性改性剂，并且在180℃下的第二热固化使环氧树脂体系反应。使用两种不同烘箱的固化过程由于成本和时间而是不想要的。
[0004]本教导通过规定了这样的液体或糊的双组分、聚合物粘合剂，解决了这些挑战中的一种或多种，该粘合剂在室温下一混合就发生反应而创建了较高分子量材料，高达能够支撑负载和保持结构稳定性的固体；在可接受的时间范围内反应；提供一些初始粘合强度或加工优点；并且随后在次级、外部刺激如热下，交联或扩链而变成较高分子量高聚物，从
而改变物理性质。常温固化的分数能够是热塑性塑料或适当交联，而最终粘合剂会是充分交联的热固性塑料或极高分子量热塑性塑料。双重固化的体系的加工优点包括便于分配和施用的低初始粘度，在最终固化之前的抗冲洗性，降低的异种基材接合引起的基材和接合线扭曲，在机械紧固或焊接过程中防止基材枕焊(pillowing)，及在最终粘合剂固化之前减少部件的机械紧固。

技术实现思路

[0005]本文中的教导涉及一种双组分双重固化粘合剂，其具有第一组分和第二组分，当将第一组分和第二组分混合时，其部分反应以提供一些粘合强度加加工能力，并且一暴露于次级刺激就进一步反应以产生高强度粘合剂。
[0006]次级刺激可以是热。第一组分或第二组分中的仅一种可以包括仅一种类型的反应性基团以与常温固化剂(ambient curative)和次级潜伏性固化剂反应。第一组分和第二组分两者皆可以包括互补的反应性物种。第一组分和第二组分可以包括形成互穿网络(IPN)的反应性物种。第一组分可以包括环氧树脂，并且所述第二组分可以包括胺、胺衍生物、聚酰胺、酸酐、苯酚、咪唑、磷酸酯或磷酸、硫醇或者硫醇衍生物中的一种或多种。第一组分或第二组分中的至少一种可以包括两种以上反应性基团以与常温固化剂和潜伏性固化剂两者反应。第一组分可以包含环氧树脂和丙烯酸酯两者，并且所述第二组分可以包括胺、胺衍生物、聚酰胺、酸酐、苯酚、咪唑、磷酸酯或磷酸、硫醇或者硫醇衍生物中的一种或多种。
[0007]一种常温固化剂，可以在混合第一组分和第二组分之后形成热塑性塑料。一种常温固化剂，可以在混合第一组分和第二组分之后形成部分热固性塑料。一种潜伏性固化剂，可以在将粘合剂暴露于刺激之后形成热塑性塑料。一种潜伏性固化剂，可以在将粘合剂暴露于刺激之后形成热固性塑料。常温固化剂(ambient curing agnet)的添加可以降低在暴露于刺激之后由于热膨胀系数不匹配造成的在最终结合的异种基材中的翘曲或偏转的程度。增加固化包(cure package)中常温固化剂的水平可以降低最终结合的异种基材的翘曲。如果在暴露于刺激之前允许粘合剂保持在室温下，粘合剂的双重固化可以实质上阻止异种基材的接合线分离。增加常温固化分数的水平可以提高成熟的坯体状态(developed green state)搭接剪切强度，并且还提高保持能力，以最小化将零件保持在预固化位置所需的紧固件数量。
[0008]第一阶段、常温固化可以未反应至这样的程度，即它阻止了适当润湿和/或完全固化。总固化当量之中，常温固化剂的最优百分比可以为化学计量比的5％～50％，或者甚至15％～30％，以使所述粘合剂充分反应。常温固化剂低于约5％的量可以实质上阻止一种或多种粘合剂性质形成。在随后的固化步骤之后，常温固化剂高于约50％的量对于一种或多种粘合剂性质具有有害效果。所述材料的常温固化分数可以产生冲洗的抗性和焊接过程中枕焊(pillowing)的防止中的一种或多种，同时保持所接合的结构的完整性，直到它完全固化。
附图说明
[0009]图1示出了描绘由于各种实施例配方的热膨胀系数不匹配而造成的接合的1”x12”铝试片和钢试片组件的最大偏转的图。
[0010]图2示出了铝基材和钢基材与本文中教导的示例性配方(实施例A，在次级固化之前进行30分钟常温固化)之间的接合线的近视图。
[0011]图3示出了铝基材和钢基材与本文中教导的示例性配方(实施例A，在次级固化之前进行1小时常温固化)之间的接合线的近视图。
[0012]图4示出了铝基材和钢基材与本文中教导的示例性配方(实施例B，在次级固化之前进行30分钟常温固化)之间的接合线的近视图。
[0013]图5示出了铝基材和钢基材与本文中教导的示例性配方(实施例B，在次级固化之前进行1小时常温固化)之间的接合线的近视图。
[0014]图6示出了铝基材和钢基材与本文中教导的示例性配方(实施例C，在次级固化之前进行30分钟常温固化)之间的接合线的近视本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双组分双重固化粘合剂，其具有第一组分和第二组分，当将第一组分和第二组分混合时，其部分反应以提供一些粘合强度加加工能力，并且一暴露于次级刺激就进一步反应以产生高强度粘合剂。2.权利要求1的粘合剂，其中所述次级刺激是热。3.权利要求1或权利要求2的粘合剂，其中所述第一组分或第二组分中的仅一种包括仅一种类型的反应性基团以与常温固化剂和潜伏性固化剂反应。4.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中第一组分和第二组分两者皆包括互补的反应性物种。5.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中所述第一组分和第二组分包括形成互穿网络(IPN)的反应性物种。6.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中所述第一组分包括环氧树脂，并且所述第二组分包括胺、胺衍生物、聚酰胺、酸酐、苯酚、咪唑、磷酸酯或磷酸、硫醇或者硫醇衍生物中的一种或多种。7.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中所述第一组分或第二组分中的至少一种包括两种以上反应性基团以与常温固化剂和潜伏性固化剂两者反应。8.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中所述第一组分包含环氧树脂和丙烯酸酯两者，并且所述第二组分包括胺、胺衍生物、聚酰胺、酸酐、苯酚、咪唑、磷酸酯或磷酸、硫醇或者硫醇衍生物中的一种或多种。9.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中在混合所述第一组分和第二组分之后，常温固化剂形成热塑性塑料。10.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中在混合所述第一组分和第二组分之后，常温固化剂形成部分热固性塑料。11.在先权利要求中任一项的粘合剂，其中在将所述粘合剂暴...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：泽菲罗斯有限公司，
类型：发明
国别省市：