用于多层组件的膜制造技术

本发明专利技术涉及一种组件，该组件包括第一部件和第二部件，每个部件包含聚合物；以及位于第一部件与第二部件之间并与其粘合的膜

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多层组件的膜
[0001]本申请要求于
2021
年2月
22
日提交的临时申请
US 63/151822
以及
2021
年6月
25
日提交的欧洲专利申请
EP 21181639.2
的优先权，出于所有目的将这些申请的内容通过援引方式完全并入本申请
。
如果在本申请与该
PCT
申请之间有影响术语或表述清晰度的任何不一致，应该仅参考本申请
。


[0002]本专利技术的领域是聚合物复合材料的领域
。
本专利技术涉及一种组件，该组件包括第一部件和第二部件，每个部件包含聚合物；以及位于第一部件与第二部件之间并与其粘合的膜
。
该膜包含至少两种具有不同
T/I
比的聚
(
醚酮酮
)(PEKK)
聚合物的共混物
。
该组件尤其可用于制备用于航空航天和汽车工业的零件和制品
。

技术介绍

[0003]在许多工业中，特别是在航空工业中，大量使用包含多层不同材料的层压材料
、
复合材料和其他组件，每种材料对最终组件均有特定的特性
。
直接在可能需要在复合材料或层压材料中使用的不同层之间实现令人满意的粘附或粘合经常被证明是具有挑战性的
。
复合层之间的不良相容性可能限制这类组件表现出的特性
。
特别地，某些热塑性聚合物<br/>(
特别是结晶和
/
或高温热塑性塑料
)
对其他材料表现出差粘附性，从而导致当组件置于高要求的环境中使用时的分层和结构完整性损失的问题
。
[0004]已经提出了许多技术来将热塑性部件固定和
/
或粘合在一起
。
特别地，已经提出了许多不同的焊接工艺，如超声波焊接
、
感应焊接和热板焊接，用于将第一和第二热塑性部件固定在一起
。
然而，第一和第二零件在焊接区域的局部熔融可能影响零件的完整性和
/
或形状
。
这还可能由于在焊接区域的热塑性塑料的熔融和
/
或冷却期间在零件中积累的残余应力导致变形
。
[0005]为了解决与焊接工艺相关的一些问题，已经提出在零件和
/
或层之间提供膜和
/
或粘合剂以将它们粘合在一起
。
[0006]WO 2011/001103 A2
描述了无定形聚
(
醚酮酮
)(PEKK)
膜在组件
(
如复合材料和层压材料
)
中作为粘结层的用途
。
然而，考虑到膜的无定形性质，认为它不适合用于航空航天工业中的结构应用
。
总的来说，在复合材料中使用无定形材料作为粘合层可能代表该结构最薄弱的部分，在该部分，如耐溶剂性的特性相对较低
。
因此，接头可易于受到流体的侵蚀，导致结构过早损坏
。
[0007]WO 2015/198063 A1
披露了包含
PEEK
‑
PEDEK
聚合物的聚合物材料的用途，即具有下式的重复单元的聚合物
[0008]‑
O
‑
Ph
‑
O
‑
Ph
‑
CO
‑
Ph
‑
I
[0009]和具有下式的重复单元
[0010]‑
O
‑
Ph
‑
Ph
‑
O
‑
Ph
‑
CO
‑
Ph
‑
II
[0011]其中
Ph
代表亚苯基部分，作为包含聚芳醚酮聚合物
(
特别是
PEEK)
的第一零件和第
二零件之间的粘合剂
。
然而，
PEEK
‑
PEDEK
聚合物的机械特性不如其他聚芳醚酮聚合物
。
[0012]US2021/039369
披露了包含聚醚醚酮
(PEEK)
和碳纤维的结构，并且没有披露
PEKK
聚合物
。WO 2018/115033
既没有披露如权利要求1所述的组件，也没有披露本专利技术的
PEKK
的共混物
。
[0013]技术问题
[0014]需要一种膜，其能够将两个由聚合物制成的部件
(
或零件
)
牢固地粘合在一起，以便制备具有改善的耐化学性和改善的机械特性的组件
。
该膜应当在低于待结合的两个部件的熔融温度的温度下被加工，并且有利地在低于
340℃
的温度下被加工
。
[0015]本专利技术目的在于解决这个技术问题
。

技术实现思路

[0016]本专利技术在所附权利要求书中进行阐述
。
因此，本专利技术的一个目的是如权利要求1‑
40
中所定义的组件
。
[0017]本专利技术的另一个目的是如权利要求
41
‑
47
中任一项所定义的用于制造组件的方法
。
[0018]本专利技术的另一个目的是如权利要求
48
所定义的零件或制品
。
[0019]本专利技术的另一个目的是如权利要求
49
或权利要求
50
所定义的用途
。
[0020]另一个目的是包含
PEKK1、PEKK2
的共混物和任选地至少一种成核剂的组合物
。
[0021]下文提供了关于这些目的的更多精确信息和细节
。
[0022]专利技术的披露内容
[0023]本专利技术属于包含多层不同材料的层压材料
、
复合材料和其他组件的领域，每种材料对最终组件均有特定的特性
。
这些组件包括至少两个可以相同或不同的部件以及至少一种膜，本文中该膜有时被称为“粘合膜”。
[0024]本披露中所述使用的膜呈现出一组特性，这些特性使得它们非常适合于粘合组件结构
、
特别是由聚
(
芳基醚酮
)(PAEK)
聚合物制成的组件结构中的聚合物部件
。
这些膜包含至少两种聚
(
醚酮酮
)(PEKK)
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的共混物，其中
PEKK1
和
PEKK2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.
一种组件，该组件包括：
‑
第一部件，其包含聚合物
(P1)
，
‑
第二部件，其包含聚合物
(P2)
，和
‑
位于该第一部件与该第二部件之间并与其粘合的膜，其中该膜包含至少两种聚
(
醚酮酮
)(PEKK)
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的共混物，其中该
PEKK
聚合物包含至少
50mol.
％的具有式
(M)
和
(P)
的重复单元，该
mol.
％是基于该聚合物中的总摩尔数：其中
‑
R1和
R2在每种情况下独立地选自由以下组成的组：烷基
、
烯基
、
炔基
、
芳基
、
醚
、
硫醚
、
羧酸
、
酯
、
酰胺
、
酰亚胺
、
碱金属或碱土金属磺酸盐
、
烷基磺酸酯
、
碱金属或碱土金属膦酸盐
、
烷基膦酸酯
、
胺和季铵；并且
‑
i
和
j
在每种情况下是独立选择的范围为0至4的整数；其中该
PEKK1
和
PEKK2
彼此不同，因为它们具有不同的重复单元
(P)
与重复单元
(M)
的摩尔比
。2.
如权利要求1所述的组件，其中，该膜的
PEKK
聚合物的至少一种包含至少
50mol.
％的具有式
(M
’
)
和
(P
’
)
的重复单元，该
mol.
％是基于该聚合物中的总摩尔数：
3.
如权利要求1所述的组件，其中，对于每个
R1和
R2基团，
i
和
j
是零
。4.
如权利要求1或3所述的组件，其中，这些
PEKK
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的至少一种中
、
优选
PEKK1
和
PEKK2
二者中至少
90mol.
％是具有式
(M)
和
(P)
的重复单元
。
5.
如权利要求1或3所述的组件，其中，这些
PEKK
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的至少一种中
、
优选
PEKK1
和
PEKK2
二者中至少
95mol.
％是具有式
(M)
和
(P)
的重复单元
。6.
如权利要求1或3所述的组件，其中，这些
PEKK
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的至少一种中
、
优选
PEKK1
和
PEKK2
二者中至少
99mol.
％是具有式
(M)
和
(P)
的重复单元
。7.
如权利要求1或3所述的组件，其中，这些
PEKK
聚合物
(PEKK1
，
PEKK2)
的至少一种中
、
优选
PEKK1
和
PEKK2
二者中基本上所有的重复单元是具有式
(M)
和
(P)
的重复单元
。8.
如权利要求1‑7中任一项所述的组件，其中，
PEKK1
的
T/I
摩尔比是至少
50/50、
优选至少
54/46、
更优选至少
56/44、
最优选至少
57/43。9.
如权利要求1‑8中任一项所述的组件，其中，该
PEKK1
的
T/I
摩尔比是至多
64/36、
优选至多
63/37、
更优选至多
62/38。10.
如权利要求1‑9中任一项所述的组件，其中，该
PEKK1
的
T/I
摩尔比在
50/50
与
64/36
之间
。11.
如权利要求1‑
10
中任一项所述的组件，其中，
PEKK2
的
T/I
摩尔比是至少
65/35、
优选至少
66/34、
更优选至少
67/33。12.
如权利要求1‑
11
中任一项所述的组件，其中，该
PEKK2
的
T/I
摩尔比是至多
85/15、
优选至多
83/17、
更优选至多
82/18。13.
如权利要求1‑
12
中任一项所述的组件，其中，该
PEKK2
的
T/I
摩尔比在
65/35
与
85/15
之间
。14.
如权利要求1‑
13
中任一项所述的组件，其中，重量比
PEKK1/PEKK2
在
65/35
与
99/1
之间
。15.
如权利要求1‑
14
中任一项所述的组件，其中，该重量比
PEKK1/PEKK2
是至少
70/30、
更优选至少
75/25。16.
如权利要求1‑
15
中任一项所述的组件，其中，该重量比
PEKK1/PEKK2
是至多
97/3、
更优选至多
96/4。17.
如权利要求1‑
16
中任一项所述的组件，其中，该
PEKK
的共混物具有如根据
ASTM D3418
通过差示扫描量热法
(DSC)
测量的范围为
270℃
至
340℃、
优选
280℃
至
330℃
的熔融温度
Tm。18.
如权利要求1‑
16
中任一项所述的组件，其中，该
PEKK
的共混物具有如根据
ASTM D3418
通过差示扫描量热法
(DSC)
测量的范围为
280℃
至
330℃、
优选
280℃
至
310℃
的熔融温度
Tm。19.
如权利要求1‑
18
中任一项所述的组件，其中，该
PEKK
聚合物共混物使得该共混物的熔解热
Δ
Hf
满足以下公式：
Δ
H
f &gt; 1.69 x T
m
ꢀ‑ꢀ
480
ꢀꢀꢀꢀ
(
公式
1)
其中：
‑
Tm
是该共混物的熔融温度，以
℃
计，并且
‑
Δ
H
f
以
J/g
计
。20.
如权利要求1‑
19
中任一项所述的组件，其中，该共混物的熔解热
Δ
Hf
是至少
5.0J/g。21.
如权利要求1‑
19
中任一项所述的组件，其中，该共混物的熔解热
Δ
Hf
是至少
6.0J/
g。22.
如权利要求1‑
19
中任一项所述的组件，其中，该共混物的熔解热
Δ
Hf
是至少
7.0J/g。23.
如前述权利要求中任一项所述的组件，其中，该膜的
PEKK
聚合物使得：
‑
PEKK1
的重复单元
(P)/(P
’
)
与重复单元
(M)/(M
’
)
的摩尔比是至少
50/50、
优选至少
54/46、
更优选至少
56/44、
最优选至少
57/43
，和
/
或至多
64/36、
优选至多
63/37、
更优选至多
62/38
，和
/
或
‑
PEKK2
的重复单元
(P)/(P
’
)
与重复单元
(M)/(M
’
)
的摩尔比是至少
65/35、
优选至少
66/34、
更优选至少
67/33
，和
/
或至多
85/15、
优选至多
83/17、
更优选至多
82/18。24.
如前述权利要求中任一项所述的组件，其中，该膜中的
PEKK1
与
PEKK2
的重量比是至少
65/35、
更优选至少
70/30、
甚至更优选至少
75/25
，和
/
或其是至多
99/1、
优选至多
97/3、
甚至更优选至多
96/4。25.
如前述权利要求中任一项所述的组件，其中，该膜进一步包含至少一种选自由以下组成的组的成核剂：含硼化合物
、
碱土金属碳酸盐
、
氧化物
、
硅酸盐
、
碱土金属的盐
、
氮化物和碳基化合物
。26.
如前述权利要求中任一项所述的组件，其中，该膜进一步包含氮化硼
。27.
如前述权利要求中任一项所述的组件，其中，该膜的
PEKK
聚合物的至少一种是在溶剂中在不存在路易斯酸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：塞特工业公司，
类型：发明
国别省市：