[发明专利]具有改进的Δ-α容限的胶粘剂组合物、相关接合方法和可得的复合工件有效
申请号: | 201680023070.6 | 申请日: | 2016-04-18 |
公开(公告)号: | CN107532054B | 公开(公告)日: | 2021-07-13 |
发明(设计)人: | R.N.贝伦特 | 申请(专利权)人: | 大众汽车有限公司 |
主分类号: | C09J163/00 | 分类号: | C09J163/00;C09J5/06;C09J123/10;C09J11/08 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 邵长准;李炳爱 |
地址: | 德国沃*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 改进 容限 胶粘剂 组合 相关 接合 方法 可得 复合 工件 | ||
本发明涉及热固化的胶粘剂组合物,其可用于将由具有不同线膨胀特性的材料制成的组件接合成复合工件。此外,提供复合工件的相关接合方法和根据该方法可获得的复合工件。本发明的胶粘剂组合物的特征在于,该胶粘剂组合物含有由含β‑成核剂的聚丙烯和/或由β‑成核的聚丙烯制成的颗粒。
本发明涉及热固化胶粘剂组合物,其可用于将由具有不同线膨胀特性的材料制成的组件接合成复合工件。此外,本发明涉及复合工件的接合方法,其使用该胶粘剂组合物进行。最后,本发明涉及借助该方法可获得的复合工件。
技术背景
在许多技术领域,越来越多地使用复合工件。在机动车建造中,复合工件的使用例如通常导致显著的重量减轻,而不必忍受机械性能的变差。在某些情况下,所要求的性能只可以通过不同材料的复合件来实现。许多不同的接合方法可供本领域技术人员用于制造复合工件。本发明限于其中使用胶粘剂的接合方法。
在胶粘时,在混合建造方式的情况中由于胶粘剂层中的应力形成,常常出现问题。在传统的车身建造中,常见的接合任务例如在于将钢和铝进行胶粘。然而,铝(线膨胀系数=23.8 x 10-6 1/K)和钢(线膨胀系数= 12-16 x 10-6 1/K)的不同线膨胀特性导致胶粘剂层中形成应力。此外,在现代混合建造中,将金属(铝、钢)与纤维复合塑料(FVK),特别是碳纤维增强的塑料(CFK)接合。由于CFK的线膨胀系数为约0.2 x 10-6 1/K,因此尤其是CFK与铝的接合是一大挑战,特别是例如在类似于阴极浸涂(KTL工艺)的接合期间经过具有部分峰值温度高达195°C的大的温度窗口。
正是该工艺的冷却阶段被认为是关键的,因为在这种情况下,接合配对物不同强度地收缩,并且胶粘剂已形成致密的网络,以致结果是在胶粘剂层中形成“冻住的”应力。这种效应还由于固化期间胶粘剂的收缩(自由体积的减小)而强化。由于所提及的效应所形成的应力可导致胶粘层内形成裂纹形式的机械损伤(内聚断裂)或导致胶粘层的接合配对物的脱粘附(粘附断裂)。在每种情况中均可预期到胶粘层的机械削弱,其在某些情况下也可能不利地影响部件的老化或功能(例如碰撞特性)。由于各种材料的不同线膨胀引起的技术问题也被称为Δ-α问题。
例如DE 40 38 989 A1描述了由具有不同线膨胀特性的材料制成的扁平工件的贫应力胶粘的一种可能性。这里简单地避免了Δ-α问题,其中胶粘在低于100℃的温度下用UV固化胶粘剂进行。然而,所产生的胶粘层仅具有有限的强度,以致例如不可能在承载车身部件中使用。
因此,一方面希望胶粘层形成尽可能高的强度(例如通过使用高模量胶粘剂或高温胶粘剂),另一方面,具有非常高强度的胶粘剂表现为越来越脆或在金属-FVK-或FVK-FVK-接合部位受机械负荷的情况下可能发生纤维复合材料的脱层。
上述问题的一个解决方法可以是胶粘剂层的韧性改性(Zähmodifizierung)。由聚合物材料制成的各个紧凑部件的韧性改性是已知的。为此,尤其将弹性体颗粒细致地分布在热固性塑料基质中,以通过裂纹消散(Rissdissipierung)来阻止形成的裂纹。因此,通过使用弹性体改性的热固性塑料,除了具有相对高的强度之外,还可以设定一定的韧性,特别是在冲击性应力的情况下。在聚苯乙烯部件的情况下,为此例如使用微米范围的弹性体颗粒,以产生所谓的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)。在这些部件受冲击性应力的情况下,由于弹性体颗粒而抑制裂纹蔓延,这通过由各裂纹在弹性体颗粒中形成许多小裂纹,但是它们不导致部件失效。然而,在胶粘剂中使用弹性体改性的热固性塑料在使用温度方面受到严重限制,因为弹性体在约120-140℃的温度范围中分解。因此,例如由于KTL-工艺中高达195°C的相对高的温度,不可能使用弹性体颗粒或弹性体域。
因此,本发明的目的尤其在于,提供具有改进的Δ-α容限(Toleranz)的高强度胶粘剂。
发明概述
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