[发明专利]使用熔接促进剂来熔接塑料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用熔接促进剂来熔接塑料的方法。本发明还涉及由 此制得的制品，以及在本文中描述的组合物作为熔接促进剂的用途。

背景技术

使用螺钉、粘合剂或熔接技术来连接不同的材料在本领域中是广为人 知的。例如，对于组装制品的生产来说，通常需要将两个部件——特别是 两个由聚合物制成的部件——熔接在一起。尽管合适的熔接技术(例如， 热气熔接、热板熔接、高频熔接、超声熔接、摩擦熔接和激光熔接)为已 知的，但是可熔接复杂部件的界面设计仍然是具有挑战性的。这是由于这 样的事实：所有如上所述的技术均具有这样的共同点，它们会在将要连接 的两个部件之间诱发大量的能量或热量。为了将能量导向至界面并避免所 述部件的未定界(undefined)熔融，对将要连接的部件或者更特别地它们 的界面的特别设计就是必须的。通常使用的特殊的界面设计形状被称为“能 量导向器(energydirector)”。例如，粗糙表面或者具有小的凸起的表面对 于熔接来说是极其有利的，因为更小的接触面积促使熔接能量聚焦于目标 区域。然而，对于这种特殊的表面设计的需求造成高度复杂的部件设计和 生产。

因此，在本领域中存在着对于克服现有技术中如上所述的缺陷并允许 使部件在相对于这种连接技术来说无需调整它们的形状或界面的情况下进 行熔接的方法的需求。这将具有如下的优点：用于在可熔接界面方面的部 件设计以及注射成型方法的时间可被显著地缩短。

尽管在本领域中已知的是，在界面处使用用以活化或清洁将要连接的 表面的底层涂料(primer)或者粘合剂以在将要连接的两个部件之间形成更 好的连接，但是这样的应用并未克服部件设计问题，因为它们仅支持连接 两个已被设计用于熔接的部件。

发明内容

本发明满足了对于熔接方法的如上所述的需求，即：对于这种连接技 术来说，通过提供使用熔接促进剂组合物来熔接未经特别调整的两个聚合 物表面的方法，所述方法允许在无需调整它们的形状或界面的情况下熔接 部件，所述熔接促进剂为对与表面聚合物的化学反应呈惰性的，并且不会 增强两个将要连接的表面之间的粘附性。更特别地，本发明的发明人令人 惊讶地发现，使用粉末、凝胶或分散体形式的化学惰性颗粒作为熔接促进 剂能够消除对起能量导向器作用的表面结构的需求，因为所述颗粒可以接 替这种功能，并将熔接能量导向至将要熔接的表面的特定(concrete)区域。

在第一方面中，本发明由此涉及一种用于在第一和第二聚合物表面之 间形成熔接结合的方法，其包括：

(i)将熔接促进剂组合物施加至所述第一聚合物表面、所述第二聚合 物表面或者二者的将要熔接的区域，其中所述熔接促进剂组合物包含颗粒 尺寸范围为0.1至1000μm的颗粒，所述颗粒为对与所述第一和/或第二聚 合物表面的化学反应呈惰性的材料；

(ii)将能量施加至所述第一聚合物表面、所述第二聚合物表面或者二 者的将要熔接的区域，所述能量足以熔融所述第一聚合物表面、所述第二 聚合物表面或者二者的将要熔接区域中的至少一部分聚合物，并使所述第 一和第二聚合物表面的将要熔接的区域接触在一起，其中所述施加能量的 步骤可以在使所述第一和第二聚合物表面的将要熔接的区域相互接触之前 和/或期间执行；和

(iii)使所述第一聚合物表面、所述第二聚合物表面或者二者的将要 熔接的区域中的熔融聚合物固化，从而在所述第一和第二聚合物表面之间 形成熔接结合。

本发明的另一个方面涉及包含熔接结合的制品，所述熔接结合可以根 据如上所述的方法获得。

在又一个方面中，本发明还包括包含颗粒的组合物作为熔接促进剂用 以在两个聚合物表面之间形成熔接结合的用途，所述颗粒为对与聚合物表 面的化学反应呈惰性的材料，并且不会增强第一和第二聚合物表面之间的 粘附性，其中所述颗粒的颗粒尺寸范围为0.1至1000μm。

具体实施方式

在下文中，更加详细地描述本发明。然而，可以理解的是，本发明并 不限于如下的实施方案，而是可以容易地经调整以使用其它的聚合物和颗 粒材料。这样的替代实施方案同样包括在本发明的范围内。