用于粘合剂和密封剂中的纤维材料制造技术

一种组合物，其包含具有熔化/软化温度的纤维组分和用于与所述纤维组分混合的基质材料，其中当暴露于至少约70℃的高温时，在缺乏任何发泡剂的情况下，所述组合物经历了至少约0.5mm的垂直上升。0.5mm的垂直上升。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粘合剂和密封剂中的纤维材料


[0001]本专利技术一般涉及经配制用以改变形状、填充间隙和/或将两种以上基底连接在一起的粘合剂和密封剂，其中典型的化学发泡剂或物理发泡剂用纤维材料替换。

技术介绍

[0002]多种工业利用聚合物
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基材料进行密封和粘附。在汽车和建筑工业以及其中必需牢固的粘附和/或密封的某些消费品工业如运动装备、鞋类、家具和其它商品中，粘合剂和密封剂的使用广泛。这些材料常常是可活化的，意味着它们经配制用以一暴露于刺激就改变形状、发泡、膨胀和/或固化。
[0003]存在持续的努力来开发这样的密封剂材料和粘合剂材料，其使用极少的化学发泡剂和物理发泡剂发泡，因为一些发泡剂可能具有负面的环境影响，降低物理性质，并且是气味的来源。此外，这些发泡剂的使用在材料中产生了孔隙率或孔洞，其能够降低某些物理强度特性。
[0004]化学发泡剂加热时分解，从而释放气体进入基质，典型地聚合物或聚合物组合物。根据理想气体定律，所释放的气体膨胀，通过产生蜂窝状结构而引起基质体积生长，并且在这样做的过程中降低密度并改变尺寸。物理发泡剂典型地为填充有低沸点有机材料如异丁烷的中空的热塑性球，尽管经由所述材料分布的未封装的挥发性材料也能够用于造成起泡。当对基质中的物理发泡剂进行加热时，热塑性壳软化并且低沸点有机溶剂沸腾，在软化后的壳中引起压力，而导致壳的膨胀，从而增加基质的体积并降低其密度。
[0005]在汽车车身构造中，例如由于相对的表面的接合不完全对齐，所以金属表面之间的缝隙出现了。粘合剂和/或密封材料通常利用化学发泡剂和物理发泡剂来膨胀和改变体积，从而结合这些表面和/或填充这些间隙。然而，对于这些成分的使用存在限制。
[0006]相比之下，本文中的教导利用取向的聚合物纤维作为在热暴露期间实现基质或复合材料垂直尺寸增加的方法，而不产生蜂窝状结构或降低密度。并入到组合物中的取向的纤维经历了熵状态的改变，从而引起混合物垂直尺寸的改变，实现与相对的表面的接触，使得能够结合和粘附。

技术实现思路

[0007]本文中的教导涉及一种组合物，其包含具有熔化/软化温度的纤维组分，及用于与所述纤维组分结合的基质材料，其中当暴露于至少约70℃的高温时，在缺乏任何发泡剂的情况下，所述组合物经历了至少约0.5mm的垂直上升。
[0008]纤维组分可以包括长度为约0.05mm至约50mm的纤维。纤维组分可以包括聚合物纤维。所述纤维组分的含量可以为组合物的约0.5重量％至约10重量％。
[0009]基质材料可以是环氧
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基材料。基质材料可以是乙烯
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基材料。在暴露于高温之后，组合物的搭接剪切(lap shear)可以为不含纤维组分的组合物的搭接剪切的30％以下。在暴露于高温之后，组合物的垂直膨胀百分率可以为不含所述纤维组分反而包括发泡剂的组
合物的垂直膨胀百分率的30％以下。
[0010]组合物可以包括橡胶组分。在暴露于高温之后，组合物的垂直膨胀百分率可以为至少200％，至少300％，或者甚至至少400％。
[0011]纤维组分可以包括聚乙烯纤维。纤维组分可以位于基质材料的一个或多个表面上。纤维组分可以混入到基质材料中，从而形成实质上均质的材料。纤维组分可以包括单一类型的纤维。纤维组分可以包括至少两种类型的纤维。
[0012]在暴露于高温之后，组合物可以实质上无孔隙率。组合物的熔化温度可以为低于200℃，或者甚至低于100℃。在暴露于高温之前，组合物可以胶粘的。
[0013]本文中的教导进一步涉及一种制备本文中所述的组合物的方法，其包括在高于基质材料的软化温度但低于纤维组分的软化温度的温度下，使纤维组分和基质材料结合。
[0014]本文中的教导还涉及本文中所述的组合物用于粘附、密封或加固的用途。
具体实施方式
[0015]本教导通过本文中描述的改进工艺和材料来满足上面需要的一种或多种。本文中提供的解释和插图旨在使本领域的技术人员熟悉教导、其原理及其实际应用。本领域的技术人员可以以其多种形式调整和应用教导，这些形式可能最适合特定用途的要求。相应地，所阐述的本教导的具体实施方案并非旨在是详尽无遗或限制教导。因此，教导的范围不应参照上面描述来确定，反而应参照所附权利要求以及此类权利要求所被赋予的等同物的全部范围来确定。包括专利申请和公布的所有文章和参考文献的披露均出于所有目的通过引用而纳入。其它组合也是可能的，这些将从所附权利要求中收集到，这些权利要求也在此通过引用并入本书面说明书中。
[0016]本文中的教导提出了可活化的材料，其本质上可以是粘合剂，本质上可以是密封剂，或者可以具有粘合剂特性和密封剂特性的一些组合。可活化的材料可以认为本质上是结构性的，使得一经活化和/或固化，材料就能够提供结构性支撑。如本文中所用，词组粘合剂/密封剂定义成包含本质上是粘合剂、本质上是密封剂或者其一些组合的材料。可以将粘合剂/密封剂材料注射成型和/或挤出。可以将粘合剂/密封剂材料形成为带。粘合剂/密封剂材料可以是压敏材料。粘合剂材料在活化之前可以是糊。
[0017]粘合剂/密封剂材料可以包括一种以上聚合物纤维组分。此类组分可以用于一暴露于刺激就增加材料的垂直高度，刺激可以是热量。在聚合物纤维的生产中，典型的是纤维会凭借挤出工艺、拉制工艺或者这两种工艺的组合，沿着纤维轴的长度变成取向的。当将取向的纤维暴露于高于它们的熔点或软化点的温度时，它们会典型地松弛和退缩回较低取向的或非取向的状态，其在纤维长度收缩中得到证明。从热力学的角度来看，取向的纤维代表较低的熵状态。随着温度升高，使得分子运动能够允许纤维进入较高的熵状态。因此，合成纤维的这种收缩很大程度上是由许多类型的纤维展示的普遍行为。至于本教导，在可活化的粘合剂/密封剂配方(例如，旨在膨胀的配方)中利用了这种现象来实现在垂直方向增加高度的效果，而无需物理或化学发泡剂的帮助。
[0018]纤维代替典型的化学发泡剂和物理发泡剂的用途的另一优点是减少气味。化学发泡剂的分解常常产生已知引起难闻气味的化学物种。气味是制造部门许多人的重大关切。合成纤维引起材料垂直方向上的变化的用途不会产生分解产物，因此与使用化学发泡剂的
材料相比，结果可以得到气味减少的材料。
[0019]此外，通过由传统的发泡剂引起的膨胀而在基质内产生的蜂窝状结构或孔隙率降低机械性质如拉伸伸长率。它还降低了在潮湿环境暴露之后的抗粘附性。凭借使用纤维作为发泡剂的替代物而获得的附加显著优点在于，它使能够改变垂直尺寸而不产生孔隙率或未展现物理性质损失的材料的产生成为可能。
[0020]本文中的教导描述粘合剂/密封剂，与利用传统的发泡剂制成的材料相比，其具有较高的搭接剪切(over
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lap shear)最大抗应力性，较高的平均剥离值，及较好的对加速的环境暴露条件的耐性。这是通过如下实现的：保持粘合剂/密封剂基质尽可能稠密，而不在粘合剂内产生蜂窝状结构以及不产生在传统的发泡剂化学反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种组合物，其包含：具有熔化/软化温度的纤维组分；及用于与所述纤维组分结合的基质材料其中当所述组合物暴露于至少约70℃的高温时，在缺乏任何发泡剂的情况下，所述组合物经历了至少约0.5mm的垂直上升。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述纤维组分包括长度为约0.05mm至约50mm的纤维。3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述纤维组分包括聚合物纤维。4.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分的含量为组合物的约0.5重量％至约10重量％。5.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述基质材料为环氧
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基材料。6.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述基质材料为乙烯
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基材料。7.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物的搭接剪切为不含所述纤维组分的组合物的搭接剪切的30％以下。8.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物的垂直膨胀百分率为不含所述纤维组分反而包括发泡剂的组合物的垂直膨胀百分率的30％以下。9.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含橡胶组分。10.根据在先权利要求中任一项所述的...

【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：