[发明专利]材料-塑料复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学领域和化学领域，并涉及如下的材料-塑料复合物，其例如可用作功能件中由经上漆的基本材料构成的复合物的材料-塑料复合物以及涉该材料-塑料复合物的制备方法，所述经上漆的基本材料为例如板材、金属成型件、汽车部件、容器、木质部件、塑料部件(由热塑性物质和热固性物质构成，例如由酚醛树脂、环氧树脂、玻璃纤维增强塑料片材(GMT)或片状模塑料(SMC)构成)。

背景技术

公知了用于制备材料-塑料复合物以及在这里特别是金属-塑料复合物的不同的解决方案。然而，由于不存在共同的工艺窗口，类似于金属结合的热焊或钎焊工艺并不适用于制备金属-塑料复合物。因此，使用连接元件来制备金属-材料复合物。

另外，经常通过粘合技术(通过使用特定的增附剂/粘合剂)利用粘着力(粘合)达到板材或金属成型件和塑料部件的结合。作为粘合材料使用含溶剂的粘合材料系统、分散体、热熔体和反应性粘合剂，优选为可热活化的粘合剂(DE 4109397A1)。

在一些情况下，通过等离子体处理和通过烧灼对塑料部件进行表面改性或表面活化塑料部件而改善结合粘附被证明是有利的。

也已不使用粘合剂的情况下通过用大气等离子体来净化和预处理结合面而增高粘附性(G.Krüger等人，-Kleben&Dichten(粘着-粘合与密封)，42(1998))。在此可通过增大结合面来补偿低的结合强度。

由Giese(V.M.Giese，Dissertation 1995，Erlangen-Nürnberg，Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe)介绍了一种特定形式的复合注塑，方法是，用增容剂/增附剂改性塑料。

为了实现结合，也可在钢材与聚丙烯或聚乙烯之间通过粘有针刺无纺布作为增附剂(M.Weiβ-Quasdorf等人，Taschenbuch für die Textilindustrie(纺织工业手册)2000)。

另一已知的方案是通过机械夹紧制备混合构件的复合注塑。为此，除了粘着力之外，还优先利用机械啮合部/底切部来以形成复合。所述方法以大量方案和变体使用，以制备相应稳定的金属-塑料连接(EP 0721090A1；EP 0721831A1；DE 10029411A1；DE 10149522A1；DE 10317218A1；DE 10329710A1)。在此，嵌入部件能由塑料材料锁合式地包铸(23.IKV-Kolloquium Aachen 2006，S.11ff.)。

通过EP 01699612A1已知如下的塑料-金属-复合管，据此，通过将塑料与型锁合式连接结合(底切部在金属体中)而实现复合；复杂的金属加工法是必需的。在内腔和/或内孔处使用类似于铆接或由金属复合技术公知的其他连接方法的机械夹紧方案。

通过EP 01086166A1已知一种在塑料材料与金属表面之间制造连接的方法，其中，将粘着性聚合物组合物的粉末施加到所述金属表面上，通过注塑用塑料材料对所述金属表面加以包铸，并给所述金属表面输送热量。

通过WO 00/59990已知一种用于制造金属-塑料复合物的类似方法，其中，在第一步骤中，将聚合物粘合材料粉末施加到金属表面上，并在第二步骤中通过对金属表面的外包模制(Overmoulding)来制备复合物，并且最后在金属表面之上进行温度处理。

通过US 6,403,673C1已知一种DISPECOLL系列(Bayer MaterialScience AG(拜耳材料科学股份公司))的光反应性涂层(粘合剂)，该光反应性涂层通过烯键式不饱和双键作为可热活化的粘合剂用于将铝质部件与塑料相粘合。粘合层被呈水性溶液的形式施加至铝质部件上，成膜并干燥，所述层是放置稳定的。在随后的注塑或挤出过程中，用粘合层在混合组分(Hybridpartner)的热塑料熔体中激活自由基交联反应，这导致结合粘附得到改善。

然而，在平面式粘合的情况下产生了塑料成分在冷却时收缩的问题。使用热连接方法时不同的热膨胀系数总是导致材料应力问题，这样的问题显著降低了连接的初始结合强度，或者可导致结合完全毁损。