[发明专利]塑料粘结体系及方法

说明书

反应组合物包括能够在其中至少一个包含塑性材料的两个基底之间形成粘合键的反应性组分。所述基底可以包括在其表面上或附近的引发剂。所述引发剂可以通过混合进添加剂包、通过注塑成型或其它工艺存在于塑性材料本身之中。反应性组分可以包含亚甲基丙二酸酯、反应性多官能亚甲基、亚甲基β酮酯、亚甲基β二酮。可以选择反应性组分的载体组分来与塑料基底相互作用以软化和/或穿透待粘结的表面。塑料的表面可以被磨损或以其它方式处理来暴露引发剂。一旦与合适的引发剂接触，反应性组分能够聚合形成互相穿透的聚合物焊接。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月16日提交的题为塑料粘结体系及方法的美国临时专利申请61/727,427的优先权，以及2013年11月14日提交的题为塑料粘结体系及方法的美国临时专利申请61/904,271的优先权，所述临时专利申请的内容通过引用整体地并入本文。

发明背景

1.发明领域

本文所公开的示例性实施方案一般性地涉及粘合剂(adhesive)体系及方法，特别适用于粘结塑料基底。

2.背景

一种粘结塑料基底的方法涉及溶剂焊接。为溶剂焊接两个塑料表面，溶剂可以被施加至每个表面以溶胀或软化塑料。当使所述两个表面相接触时，一种组分的聚合物链能够移动并与另一种组分的松弛的聚合物链混合。最终，所述溶剂挥发，所述聚合物链失去移动性。纠缠的聚合物链产生了溶剂焊接。

溶剂焊接技术可被用于连接聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)的基底。

然而，溶剂焊接对于粘结某些塑料和聚合物是不够的。因此，人们不断追求改善塑料粘结。

在工业应用中，特别是汽车工业中所用的某些粘合剂需要显著量的热能以引发固化和形成所需的粘合剂物理性能。

在本领域中，期望提供粘合剂，特别是不需要热能来固化，同时提供所需的强度、韧性和耐热性的结构粘合剂。特别是，不断追求用于粘结塑料和复合基底的新的和改善的材料和方法。

发明概述

本文所公开的示例性实施方案中阐述了改善的塑料和复合物粘结材料、技术和结果。发明组合物和方法可以被用来与多种塑料或聚合物基底(包括不同的材料)形成粘合键。

在本发明的第一方面，提供了一种包含反应性组分和第一基底的体系，所述第一基底包括塑性材料。所述反应性组分在暴露于反应引发剂后是可固化的。所述反应性组分包含选自下列中的至少一种：亚甲基丙二酸酯组分、亚甲基β-酮酯组分、亚甲基β-二酮组分、以及包含至少一种亚甲基丙二酸酯组分、β-酮酯组分和β-二酮组分的低聚物或树脂、或它们的组合。所述第一基底包括其表面上或附近的所述反应性组分的引发剂。

根据本发明的第一方面，所述体系还包含具有在所述第一基底中至少有限的溶解度的载体组分。

根据本发明的第一方面，所述载体组分是额外的反应性组分。

根据本发明的第一方面，所述反应性组分包含单官能的亚甲基丙二酸酯组分或多官能的亚甲基丙二酸酯组分。

根据本发明的第一方面，所述体系还包含由氰基丙烯酸酯、环氧树脂、脲烷、聚氨酯、丙烯酸树脂、硅氧烷、以及它们的组合组成的组中的至少一种成员。

在本发明的第二方面，提供了一种粘结制品，其包括：包含第一塑性材料的第一基底、第二基底和设置在所述第一基底和所述第二基底之间或之内的固化的亚甲基丙二酸酯的粘合剂。

根据本发明的第二方面，所述粘结制品包括汽车内部组件。

根据本发明的第二方面，在所述粘结制品中，所述第一基底包含由3D打印工艺形成的组件。