[发明专利]具有一个或多个改性表面以改善其与多异氰酸酯官能粘合剂粘附的聚烯烃

说明书

技术领域

本发明总体涉及聚烯烃基材，其具有一个或多个改性的表面以改善所述表面与多异氰酸酯官能粘合剂的粘附，并涉及制备这种改性聚烯烃基材的方法、以及利用异氰酸酯官能粘合剂将聚烯烃基材与其他基材粘合的方法。

背景技术

聚烯烃，例如聚乙烯和聚丙烯，由于它性质平衡、因其热塑性而容易制造、成本比较低、以及允许针对某些用途调整其性质的聚烯烃配制技术，已经成为用于各种装配产品的成形部件的优选材料。聚烯烃用于多种工业，例如汽车、家具、电子、玩具、器具等等。在不同材料的装配件中使用聚烯烃的缺点是聚烯烃具有低极性的表面，这意味着在工业中优选使用的基于多异氰酸酯官能树脂(聚氨酯)的涂料和粘合剂不容易与聚烯烃粘合。为了将这样的材料与聚烯烃粘合，聚烯烃表面需要改性以促进粘合。将聚烯烃部件的表面改性以提高与具有极性基团的粘合剂的粘附，是熟知的。这通过火焰处理、电晕放电处理、物理蚀刻或用化学品或通过使用底漆来达到。用于聚烯烃的常用底漆利用氯化聚合物或化合物，例如溶解在非极性溶剂中的氯化聚烯烃，Ryntz的“Coating Adhesion to Low Surface Energy Substrates”，Progress in Organic Coatings 25(1994)第73-83页。这些方法需要高资本投入、大量生产占地面积或存在环境顾虑。

近来已经发展了丙烯酸系粘合剂体系，它与低表面能聚合物例如聚烯烃粘合良好，参见例如Skoultchi的US 5,106,928、US 5,143,884、US 5,286,821、US 5,310,835和US 5,376,746；Zharov等的US 5,539,070、US 5,690,780和US 5,691,065；Pocius的US 5,616,796、US 5,621,143、USP 5,681,910、US 5,686,544、US 5,718,977和US 5,795,657；以及Sonnenschein等的US 6,806,330、US 6,730,759、USP 6,706,831、USP 6,713,578、USP 6,713,579和USP 6,710,145(全部通过引用并入本文)。这些体系与聚烯烃粘合良好并已经商业运用。在商业环境中，利用紫外光源固化这些体系最有效率。使用这些体系不如商业环氧树脂和含多异氰酸酯官能团(聚氨酯)体系便宜。因此基于聚烯烃的部件的许多使用者宁愿使用商业多异氰酸酯官能粘合剂体系。

已经尝试了开发用于聚烯烃基材的其他底漆体系，参见Nakata等的USP 6,348,123和Iida的JP,2003213055A。这些体系没有显出已经获得商业成功。

由聚烯烃制备的组件或部件经常由销售并运输组件和部件给原始设备制造商的组件供应商制造，原始设备制造商将组件组装成子装配件和最后的装配件。原始设备制造商在接收时经常要求所述部件是即时可组装的。这意味着需要组件制造商在其工厂中对聚烯烃部件的表面进行改性，然后运输给原始设备制造商。因此，重要的是，所述表面改性过程允许在时间和地点远离最终装配厂的工厂中进行改性。这要求所述表面一旦改性，就在所述部件运输到不同的组装位置时，保持它与具有极性官能团的常用涂料或粘合剂粘合的能力。

需要的是促进极性粘合剂体系与聚烯烃基材表面粘合的体系。还需要的是一种体系，其便于在一个地点进行表面改性，而所述表面保持它与含极性基团的粘合剂在另一个地点在远离施涂时间的时间进行粘附的能力。

发明概述

本发明是一种制品，其包含：聚烯烃基材；布置在所述聚烯烃基材的一个或多个表面上的包含含反应性环氧基的树脂的层；和布置在所述环氧树脂层上的含有一种或多种具有反应性异氰酸酯基的化合物、低聚物或预聚物的组合物的层。优选地，所述聚烯烃基材还包含一种或多种强化纤维、一种或多种填料、一种或多种弹性体或其混合物。优选聚烯烃是聚丙烯、聚乙烯或其混合物，更优选聚丙烯。