[发明专利]反应性膜粘合剂

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月11日提交的美国临时申请No.61/735,593的权益和优先权，将其在此完全引入作为参考。

技术领域

本公开内容涉及反应性膜粘合剂和更具体地涉及在活化之后具有潜伏期的反应性膜粘合剂。

背景技术

能够热固化的粘合剂典型地在固化温度和/或固化速度对贮藏寿命之间呈现出折衷。通常，能够热固化的粘合剂在化学上越活泼，则其在环境温度下的贮藏寿命越短。

已经进行了许多尝试来设法克服该问题并且实现了这两种特性的平衡，尽管没有一种迄今已被证明是令人满意的。改进能够热固化的粘合剂的贮藏寿命稳定性的一种方法是诱发(trigger)的反应性。在该方法中，在施加某一活化步骤或者“诱发”时，所述粘合剂发生化学或者物理变化。用于单组分体系的这样的诱发的实例包括暴露于湿气(例如湿固化单组分聚氨酯或有机硅)、反应性物种或固化剂(例如，用于多元醇的经封端的异氰酸酯固化剂或者用于环氧的经盐化的/加合的胺固化剂)的热解封、暴露于射频辐射、包含铁磁性颗粒的粘合剂在暴露于波动磁场时的内部加热(感应固化)、或者紫外(UV)或者可见光辐射以便以光化学方式引发反应(辐射固化)。

能够辐射固化的材料的一个特征是，固化局限于暴露于辐射(即UV或其它光源)的区域。对于其中要将两个不透明基底结合(粘结，bond)在一起的应用，传统的辐射固化经常不是选择，因为光无法通过那些不透明基底到达粘合剂胶层(bondline)。

对于在两个不透明基底之间的辐射固化，在一些情况下，一直采用阳离子型UV固化。阳离子型UV体系典型地经由从阳离子型引发剂例如二芳基碘或三芳基锍盐以光化学方式引起强酸的形成而起作用。

对于常用的阳离子型的能够UV固化的体系，将这些光引发剂与高度反应性的环氧、乙烯基醚、或者氧杂环丁烷组合。由所述光引发剂在光暴露时产生的强酸引起这些酸反应性的单体和低聚物的快速的阳离子型固化以形成聚合的/交联的树脂基体。典型的液态脂环族环氧、乙烯基醚和氧杂环丁烷以与能够自由基固化的体系类似的动力学固化，因为在UV照射和广泛的(extensive)树脂固化之间存在很少的或者不存在开放时间(opentime)或潜伏。然而，基本上降低光致产酸催化剂或者阳离子型增长物种(propagatingspecies)的活性的组分或添加剂可减缓或者阻滞阳离子型固化，因为增长的阳离子未被会使自由基聚合中的活性物种终止的典型的环境条件所猝灭。已知若干方法来阻滞能够UV固化的阳离子型体系的固化，但是全部伴随有缺点。

在一些情况下，光引发剂与亲核性的阴离子一起使用。然而，虽然提高抗衡离子的亲核性通常减缓了固化的动力学，但是其未提供在活化和固化之间的潜伏或者离散的开放时间方面的显著变化。因此，该方法具有有限的商业实用性。

对于延迟的阳离子型固化的另一方式是使用弱碱性添加剂例如脂族或芳族的胺。然而，该方法也不令人满意，因为该碱性添加剂保持存在于最终的固化网络中，导致在最终使用期间可能的迁移或者提取，以及对环境杂质提高的敏感性和在加热时降低的固化速率。

延迟或者阻滞阳离子型固化的再一方式是使用较低反应性的能聚合的树脂。低反应性液态单体的简单使用具有有限的实用性，除非需要仅非常短暂的开放时间。不存在其中增长被减缓或者停止的真正的潜伏期，但是由于液态粘合剂总体上缓慢的固化动力学，可获得一些开放时间。在此情况下，不存在使体系反应性/固化动力学突然加速的固化“诱发物”。内在的液态粘合剂反应性是非常低的。

具有缓慢的阳离子型固化动力学的体系的延伸是所谓的“前端聚合”，其中开环聚合的活化能超过了环境热能并且固化过程一直到施加了热源的点才进行，在该点处由于聚合的放热而发生了热自动加速。然而，除非在自动加速开始之后主动从该液态体系除去热量，否则其无法被减缓或者停止，因此在将体系诱发/活化和快速固化的开始之间不存在开放时间。

此外，前端聚合和缓慢的单体延迟UV阳离子型固化概念完全依赖于所使用的具体环氧单体中存在的特定结构基序(motif)。因此，这些技术对于其全部为液体的有限子集的单体结构是有用的。

双组分引发剂体系已经被组合有缓慢的固化动力学以及前端聚合概念，但是这样的体系仍然需要在使用点处混合。该混合通常呈现出具有约几秒到一小时的潜伏的显著的实际制造限制。

这些和其它缺点与常规的能够热固化的粘合剂有关。

发明内容