金属/塑料混杂结构部件制造技术

本发明专利技术涉及一种结构部件，其具有金属组件、塑料组件和相互连接所述金属组件与所述塑料组件的粘合剂体系。本发明专利技术的特征在于，所述粘合剂体系由塑料粘合剂或由与底漆组合的塑料粘合剂组成，所述塑料粘合剂为用二烯和／或多烯改性的聚酯、聚氨酯或环氧化物。本发明专利技术还涉及用于生产所述结构部件的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及结构部件，其具有借助于粘合剂相互连接的金属组件和塑料组件。
技术介绍
金属/塑料复合部件是为在一个部件中结合金属和塑料组件的各自积极的性质。此处将两种不同的组件，金属和塑料的部件称为“混合”部件。然而，金属和塑料的性质和工作行为极大地不同，因此不能够容易地相互连接以获得永久的和可承载的连接。从DE 3839855C2中，已知其中将塑料的加强肋(reinforcingribs)掺入金属的基体中的复合部件。金属基体包括通过其注射塑料的开口。这意味着这是塑料准抓住金属的刚性连接(positive connection)。可选择地，已知通过金属组件的相应的卷边结合(lock-beading)实现刚性连接。关于它们的粘合强度，对于承载部件此刚性连接未令人满意。此外，由于毛细管作用导致湿气可以渗透入金属组件和塑料组件之间，所以该部件是可腐蚀的。还已知通过共挤出在连续加工中连接涂布有粘合性底漆(adhesive lacquer)的金属组件与塑料组件。将在此情况下作为箔存在的金属组件预热，以致在挤出期间将粘合剂层活化并且建立金属组件与施涂的塑料组件的连接。依赖于采用的各粘合剂，粘合剂的活化需要超过预定温度。如果未达到此温度，这导致复合部件的两组件之间不充分的连接。由于金属为良好的热导体，所以其通常难以达到足够的温度，特别是在大而笨的-->部件的情况下。根据WO 2005/032793，进一步发展此方法，其中使用借助于随后的加热能够活化的粘合剂，即首先通过将塑料组件注射至金属组件上来制造复合部件，随后将金属组件再次加热以活化粘合剂层。通过此方法，获得金属组件和塑料组件之间的实质性连接。根据WO 2005/032793的方法导致金属和塑料之间的连接的稳定性，该连接对于未进行重机械负载的组件，例如对于纯装饰部件是绝对充分的。甚至也可以将该复合部件用于进行一定机械负载，但该复合部件可能的失败不具有任何严重后果的部件。然而，在车辆、设备或其他任何装置的结构部件，特别是支承部件、可移动部件和/或安全性相关的部件的情况下，必须满足通过现有技术不能满足的对金属和塑料之间的连接的强度和可靠性的需要。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有彼此永久地和可承载地连接的金属组件和塑料组件的结构部件。特别地，本专利技术的目的是提供静止地和动态地可承载的结构部件。此外，本专利技术的目的是提供包括高挠弯强度和抗扭刚性的结构部件。此外，本专利技术的目的是提供能够用于遭受腐蚀的区域中的结构部件。本专利技术涉及一种结构部件，其包括金属组件、塑料组件和连接所述金属组件与所述塑料组件的粘合剂体系，其中所述粘-->合剂体系由塑料粘合剂或由与底漆组合的塑料粘合剂组成，并且其中所述塑料粘合剂为用二烯和/或多烯改性的聚酯聚氨酯或环氧化物。附图说明图1：根据本专利技术的结构部件的平面图。图1显示将塑料组件形式的顶板内衬(roof liner)(2)注射至其的金属片(1)。具体实施方式根据本专利技术的结构部件可根据包括以下步骤的方法而获得：(a)提供金属组件，其中将该金属组件用预固化的，即预交联的粘合剂体系在一侧或所有侧上涂布，(b)将涂布有预固化粘合剂体系的金属组件引入至注塑模中，以使预固化粘合剂层面对模具中的自由空间，(c)在金属组件上注塑塑料组件，其中将所述粘合剂体系进一步固化，并且其中使用由塑料粘合剂或由与底漆组合的塑料粘合剂组成的粘合剂体系作为粘合剂体系，并且所述塑料粘合剂为用二烯和/或多烯改性的聚酯、聚氨酯或环氧化物。术语“一”在本说明书和权利要求中理解为“至少一”。本专利技术的关键点是粘合剂体系。其为在两步骤中固化的热反应性(可交联)体系，由于其特殊的组成，特别是由于用二烯和/或多烯改性，可将该体系最优地调节以适应要注射的塑料。此时，通过金属和塑料之间的实质性连接实现了迄今为止未实现的粘合强度。-->作为金属组件，可使用基本上所有金属，特别是在结构部件领域中常用的那些金属，如具有不同强度的钢，高级钢，锡，轻金属如铝和镁等，或例如具有碳、铬、镍和钼的金属合金。该金属优选无涂层或润滑剂的钢。该金属组件典型地以片金属或形成为成型部件的片金属的形式使用。用于塑料组件的优选材料依赖于预期的应用温度范围和依赖于机械需要来选择。纤维增强塑料材料，例如玻璃纤维增强或碳纤维增强塑料材料保证特别高的强度。也可使用具有低表面能的聚合物材料，如PE、PP和PA。作为塑料材料，可使用例如PE、PP或PA的均聚物，聚烯烃，多胺，聚苯乙烯，聚醚砜(PES)，聚乙烯亚胺(PEI)，聚醚酮(PEK)或聚醚醚酮(PEEK)。塑料材料可用纤维和/或填料和/或另外的添加剂，如染料、阻燃剂或熔体流动增强剂来增强。如果塑料材料用纤维增强，则纤维含量可达60重量百分比。要通过注塑施用的典型塑料材料为聚丙烯(PP)，例如PPLGF 30，聚酰胺(PA)，例如PA 6GF和PA 6.6GF，聚酰胺-聚苯醚共混物(PA-PPO共混物)，聚酰胺-聚苯乙烯(间规)共混物(PA-sPS共混物)，聚酰胺-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物共混物(PA-ABS共混物)，聚邻苯二酰胺(PPA)，聚苯硫醚(PPS)和聚砜(PSU)。在优选实施方案中，要通过注塑施用的塑料材料为PA 6 GF或PA 6.6 GF，其中在各自情况下玻璃纤维含量为30重量百分比。在上述名称中，GF代表玻璃纤维，LGF代表长玻璃纤维，并且LGF后的数是指在塑料中长玻璃纤维的重量百分比。-->由于它们的径厚比(size aspect)(长度与高度比)，使用长玻璃纤维。它们增强加热下空间稳定性以及塑料例如聚丙烯的耐冲击性。关于加热下的尺寸稳定性和收缩度，已形成对短玻璃纤维增强(GF)塑料的极大需求；长玻璃纤维增强塑料甚至能满足更高的热和机械的需要。在PP LGF的情况下，强度和刚度超过GF(短纤维)填充的聚丙烯掺合物的值的30％，冲击值甚至达到300％。对于+100℃的温度范围，即对于仅略微热负载的结构部件，可使用例如PP LGF 30，即具有30重量百分比比例的长玻璃纤维的聚丙烯。对于-40℃至+120℃或+140℃的温度范围，即对于更高热负载的结构部件，依赖于机械需要，需要更高质量的塑料，如聚酰胺，例如PA 6GF或PA 6.6 GF。氨基酸型的聚酰胺(PA)由一个单元通过缩聚或聚合(ε-内酰胺)形成，二胺-二羧酸型的聚酰胺由两个单元通过缩聚形成。来自非分枝脂肪族单元的聚酰胺通过碳原子的数量编码，即PA 6由氨基己酸(或ε-己内酰胺)构成，PA 6.6由己二胺和脂肪酸构成。作为PA 6 GF和PA 6.6 GF的代替物，可使用PA-PPO共混物和PA-sPS共混物，其中PPO代表聚苯醚并且sPS是指间规聚苯乙烯。对于-40℃至大于+140℃的温度范围，即对于高热负载的结构部件，依赖于机械和化学需要，需要高性能结构塑料，例如PPA、PPS。PPA代表聚邻苯二酰胺，PPS代表聚苯硫醚。作为选择，通常还可采用部分芳香化的聚酰胺和PSU。PSU代表聚砜(聚[氧-1，4-亚苯基-磺酰基-1，4-亚苯基-氧-(4，4′-异亚丙基二亚苯基)])。由于它们的轻质、强度和安全连接，根据本专利技术的结构部-->件特别适于车辆的车身部件(body part)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
结构部件，其包括金属组件、塑料组件和连接所述金属组件与所述塑料组件的粘合剂体系，其特征在于所述粘合剂体系由塑料粘合剂或由与底漆组合的塑料粘合剂组成，其中所述塑料粘合剂为用二烯和／或多烯改性的聚酯、聚氨酯或环氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2006-5-31 102006025745.6;DE 2006-10-25 102006051.结构部件，其包括金属组件、塑料组件和连接所述金属组件与所述塑料组件的粘合剂体系，其特征在于所述粘合剂体系由塑料粘合剂或由与底漆组合的塑料粘合剂组成，其中所述塑料粘合剂为用二烯和/或多烯改性的聚酯、聚氨酯或环氧化物。2.根据权利要求1所述的结构部件，其特征在于所述塑料粘合剂为基于双酚A和/或双酚B和/或双酚C和/或双酚F的环氧树脂。3.根据权利要求1所述的结构部件，其特征在于所述塑料粘合剂为基于双酚A-二缩水甘油醚或环氧甲酚醛的环氧树脂。4.根据权利要求1至3任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系通过二烯，特别是1，3-二烯的共价键来改性。5.根据权利要求1至4任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系通过物理引入二烯和/或多烯，特别是橡胶来改性。6.根据权利要求1至5任一项所述的结构部件，其特征在于在所述粘合剂体系中的二烯和/或多烯的比例为1至30重量百分比，优选3至10重量百分比。7.根据权利要求1至6任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系通过通式为HO-Si(R)(R′)(R″)的烷基和/或芳基改性的硅烷来进一步改性，其中基团R、R′和R″可相同或可部分或全部不同地用烷基和/或芳基基团改性，其中所述烷基和/或芳基具有官能团，例如COOH、OH、NH2。8.根据权利要求1至7任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系包含硬化剂。9.根据权利要求1至8任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系包含增韧剂。10.根据权利要求1至9任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系包含潜伏性硬化剂。11.根据权利要求10所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系包含用于潜伏性硬化剂的促进剂。12.根据权利要求1至11任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体系包含热塑性粉末。13.根据权利要求1至12任一项所述的结构部件，其特征在于所述粘合剂体...

【专利技术属性】
技术研发人员：德拉甘格瑞伯，玛索尔索玛，
申请(专利权)人：亨斯迈先进材料瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]