一种可密封的材料以及形成介电焊接的方法技术

一种可介电焊接材料包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。一种形成结合的方法包括提供一个具有第一端以及第二端的基底，其中该基底包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。该方法进一步包括将该基底的第一端以及第二端使用高频电磁能进行结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本披露总体上涉及可介电焊接的材料和用于形成一种高频结合的方法。
技术介绍
热密封被用于众多行业的多种应用中。典型地，将一种聚合物材料加热以便在一个物品的两个部分之间产生一种密封，这持续了一段时间直至实现一种适当的密封。不幸的是，这种热工艺是适时发生的。例如，对一种聚合物材料进行密封的工艺包括加热该物品并且冷却该物品以完成这个循环，这会花费几分钟。这段时间对于高效率的商业化的生产规模来说太长了。为了减少这个密封时间，使用了一种介电焊接技术。这种介电焊接技术，又被称为高频或射频焊接，使用了高频率的电磁能量以及压力两者以产生一种密封。这种介电焊接技术与热焊接相比花费了其时间的一小部分；然而，介电焊接仅可施用于特殊的聚合物。聚氯乙烯(PVC)、功能化的聚烯烃类，包括乙酸乙烯酯或丙烯酸或甲基丙烯酸或酯的乙烯共聚物或三聚物或它们的衍生物，以及热塑性聚氨酯(TPU)通常被用作有益于介电焊接的热塑性聚合物。这些特殊的聚合物由于其高的介电损失因数(即，大于0. 1)或该聚合物材料的损耗因数tan δ，对于介电焊接是有益的。不幸地是，这些聚合物可能不具有某些应用希望的物理或机械特性。可以希望的聚合物典型地包括柔性的、透明的、并且对于某些应用适当的那些聚合物。不幸地是，这些聚合物中的许多由于其惰性性质(即，它们的低损耗因数)仅可以热致密封，并且它们不能使用介电能进行密封。因此，使制造商们经常选择了他们所希望的物理以及机械特性而没有做出关于它是否可以使用介电能迅速进行密封的选择。这样，可以使用介电焊接进行密封的一种改进的聚合物材料是希望的。专利技术的披露在一个具体实施方案中，一种可介电焊接的材料包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。在另一个示例性实施方案中，一种形成结合的方法包括提供一个具有第一端以及第二端的基底，其中该基底包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。该方法进一步包括将该基底的第一端以及第二端使用高频率电磁能进行结合。优选实施方案的说明在一个具体实施方案中，一种可介电焊接的材料包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。该惰性聚合物与该弹性体极性聚合物的共混物有利地提供了一种可以用介电焊接进行密封或焊接的材料。在一个实例中，介电焊接包括高频电磁能(HF)以及射频能(RF)。典型地，该惰性聚合物是一种聚合物，当对这种材料施加高频能时它是不活泼的。 惰性聚合物由于其不利的介电特性，典型地是HF以及RF不活泼的。HF以及RF活性与一种聚合物材料或化合物的介电常数或损失因数或损耗因数tan δ相关。典型地，如果一种聚合物的介电损失常数是大于0. 10，则这种聚合物是用介电能可焊接的。如果一种聚合物或化合物或树脂或材料是惰性的(即，介电损失常数小于0.10)，其损耗因数是低的。使用弹性体极性聚合物对惰性聚合物进行改性有利地改变该惰性聚合物的介电特性，以及因此该惰性聚合物的HF以及RF行为。典型地，在加入该弹性体极性聚合物之前，该惰性聚合物具有的介电质损失因数是小于约0. 10，如小于约0. 08，如小于约0. 07，如小于约0. 06，或者甚至小于约0. 05。可以设想在加入该弹性体极性聚合物之前具有的介电损失因数为小于约 0. 10的任何惰性聚合物。示例性的惰性聚合物可以包括热塑性弹性体类，如基于热塑性烯烃的弹性体以及基于热塑性聚酯的弹性体；热塑硬质橡胶；热固性物质；它们的共混物、它们的混合物，以及类似物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是聚烯烃类。在另一个实施方案中，这些惰性聚合物包括任何基于苯乙烯的嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、它们的共混物、它们的混合物、以及类似物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是聚烯烃以及热塑性弹性体的一种混合物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是一种无动物来源的组分 (ADCF) ο在一个具体的实施方案中，该惰性聚合物是一种聚烯烃。一种典型的聚烯烃可以包括由一种单体形成的均聚物、共聚物、三聚物、合金、或它们的任何组合，该单体诸如是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、辛烯、或它们的任何组合。一个示例性的聚烯烃包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低或非常低密度聚乙烯 (VLDPE)、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚丁烯、多种丁烯的聚合物、聚戊烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、乙烯丙烯橡胶(EPI )、乙烯辛烯共聚物、它们的共混物、它们的混合物、以及类似物。在一个具体的实例中，该聚烯烃包括聚乙烯，例如低密度聚乙烯。在另一个实例中，该聚烯烃包括聚丙烯。该聚烯烃进一步包括基于烯烃的无规共聚物、基于烯烃的冲击型共聚物、基于烯烃的嵌段共聚物、基于烯烃的特种弹性体、基于烯烃的特种塑性体、它们的共混物、它们的混合物、以及类似物。在一个实例中，该惰性聚合物是聚丙烯与苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯(SEBS)的一种共混物或共挤出物。可商购的聚烯烃的例子包括聚乙烯、基于聚乙烯的弹性体，例如从陶氏化学公司可得的Engage ，以及聚丙烯、基于聚丙烯的弹性体，例如从陶氏化学公司可得的Versify ，从埃克森美孚化学公司可得的 Vistamaxx ,以及类似物。在一个实施方案中，该惰性聚合物可以是一种聚烯烃、或者任何种类的热塑性弹性体、以及上述两者的混合物。在一个示例性实施方案中，该惰性聚合物是一个适当地使用聚烯烃改性过的、基于苯乙烯系塑料TPE的体系，并且此外该惰性聚合物体系包含一种适当的增塑剂。该增塑剂是特定应用的，并且可以是例如一种美国药典六级(USP Class VI) 顺性的矿物油，它的组成由石蜡族的、环烷的以及芳香族的部分的含量来限定。因为该油在该最终共混物的弹性体极性组分的增塑过程中起重要作用，所以该惰性混合物的配制被选择为赋予所希望的特性。该惰性聚合物的配方典型地达到了平衡该最终产生的共混物的硬度连同向该最终共混物递送适当量值的油的目的，并且不会引发例如渗移以及渗出的问题。此外，油作为管道的润滑剂是有用的，这对于可焊性以及可密封性的特征是希望的。该弹性体极性聚合物是该共混物的一个组分。在一个实施方案中，该弹性体极性聚合物可以或可以不具有结晶性。在一个实施方案中，该弹性体极性聚合物是一种非晶相的极性的聚合物。如在此所使用的，“非晶相的”是指一种基本上非结晶的(即，没有结晶熔点)的聚合物。在一个实施方案中，该弹性体极性聚合物是一种半晶质的，即，具有一个结晶的DSC熔点以及高达约100°C的维卡软化点，低于0. 96g/cc的密度以及低于95A的肖氏硬度。(例如，没有结晶性的非晶相EVA，例如Levamelt 700，具有的密度是1. 08g/cc)可以设想任何弹性体极性聚合物。一种示例性的弹性体极性聚合物是乙烯乙酸乙烯酯。已发现在该乙烯乙酸乙烯酯聚合物中的乙酸乙烯酯的量值决定了该聚合物的结晶性。具体地，在该EVA共聚物中乙酸乙烯酯的百分比越高，则该乙烯链的结晶规律性被扰乱或破坏得越大。结晶化作用渐渐地受阻并且因为含有约50%的乙酸乙烯酯的EVA共聚物而基本上不存在了，从而产生了一种非晶相的聚合物。在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·席德哈马里，M·W·西蒙，M·E·卡希尔，
申请(专利权)人：美国圣戈班性能塑料公司，
类型：发明
国别省市：