專利名稱：包括偏置顆粒的密封劑帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于密封搭接接頭的密封帶或擠出條，考慮了包含偏置顆粒的所述帶或條，尤其是，包含適用于材料板的偏置顆粒的膠粘劑帶(mastic tape)。尤其適合易碎或具有易磨損表面的材料板。在密封劑隨著時間過去而保持塑性狀態(tài)的情況下，也適于非固化膠粘劑。
背景技術(shù)：
當(dāng)例如在材料板之間密封接頭時，使用包含可固化密封劑復(fù)合物的密封帶是眾所周知的，其粘附到所述材料并會形成彈性且水密的接頭。材料板通常使用搭接接頭連接，這是一種把要連接材料的相鄰邊緣交迭的接頭。這樣的接頭廣泛用于汽車制造，尤其是要連接金屬板的地方。在金屬板之間放置一薄層密封劑然后一塊板被部分地疊在另一塊上，或在擠壓下折疊在上面，以形成密封接頭。在這些情況下，在組成搭接接頭的交迭區(qū)域內(nèi)，注入板間的密封劑會在固化之前從接頭擠出，因而所述密封劑不能有效地執(zhí)行其功能。對此問題的已知解決方案是提供偏置成分，例如墊片，其包含于所述密封劑內(nèi)并具有等于所需接頭厚度的寬度。使用此解決方案，當(dāng)在壓力下形成接頭時，一旦所述材料板鄰接到用于確定出一部分接頭材料對另一部分材料的偏移的墊片，所述膠粘劑不再進(jìn)一步擠出。GB1541482公開了抗壓縮元件的使用，其形式為在最短軸上直徑1 mm及以下的線作為偏置元件。此抗壓縮元件在密封帶條上沿其長軸鋪放。其提到了以鋼丸及玻璃珠 (bead)形式的硬球體用作所述抗壓縮元件。US4759962公開了大體不可壓縮的間隔件材料的使用，該間隔件材料充當(dāng)偏置顆粒且厚度在0.6到0.1 mm的范圍內(nèi)。當(dāng)用作密封接頭時，大體不可壓縮的間隔件材料大體上不壓縮是被作為一個基本要求。其提到了使用球形顆粒及描述為“卵形或橢球體”顆粒。EP0344403 Al公開了玻璃偏置顆粒的使用。EP2104171公開了在高溫下玻璃偏置顆粒的使用。這樣的使用不適合于大多數(shù)領(lǐng)域，因?yàn)樗_的溫度會破壞待連接的典型材料板，例如塑料或鋁及鋼上的涂覆層，或會例如通過形成接頭而導(dǎo)致它們被破壞。在汽車生產(chǎn)，尤其是轎車的大規(guī)模生產(chǎn)的領(lǐng)域中，已證實(shí)采用不可壓縮間隔件材料是合適的?？稍趬毫ο聣嚎s接頭，使得要被連接材料，例如金屬板，與所述不可壓縮間隔件材料的高點(diǎn)接合以至局部變形并從而卡鎖所述接頭。此外，在這些領(lǐng)域中，由于汽車制造使用金屬板，所述不可壓縮間隔件材料的大小在0. 5 mm的量級，搭接接頭的寬度在這個大小的20倍量級。因此，所述顆粒即使未通過局部變形卡鎖，仍有很大的距離移動以從接頭自行擠出。因此，固化密封劑應(yīng)用中采用不可壓縮間隔件顆粒在許多情況下是一種已知并有效的解決方案。但是，已知有大量其他應(yīng)用，比如擠出密封帶形式這樣的密封劑密封比如在建筑、 移動房屋及旅行篷車的建造中的接頭，而且在這些應(yīng)用是不可能成功納入偏置顆粒的。這些應(yīng)用的特征是必須填充很大的間隙。接頭內(nèi)通常存在大于1 mm的間隙，并通常由獨(dú)立的緊固件諸如螺絲、鉚釘及螺栓來固定搭接接頭。
到目前為止，對于密封有1 mm或以上間隙的搭接接頭，最好的解決方案是在接頭形成時將墊片手工插入到接頭內(nèi)。另外當(dāng)墊片在密封劑條的主軸(即，沿著條或帶的長度方向)上指向時，任何側(cè)向移動都會推出大量密封劑，例如當(dāng)緊固件碰在所述線或金屬墊片上時。替代地，當(dāng)墊片垂直于密封條主軸(即，橫向受推)指向時，這會破壞接頭上的密封劑的連續(xù)性并且接下來在正常使用中接頭移動而出現(xiàn)泄漏。尤其是，在主要使用手工建造的應(yīng)用中，例如在車身制造，建筑、公交車、移動房屋及旅行篷車的建造中，優(yōu)選對接頭使用通常居中的單行緊固件以最小化負(fù)擔(dān)。帶有內(nèi)嵌(in-line)緊固件的單個長形間隔件會扭曲接頭并擠出所述間隔件。因此，在金屬或塑料板之間的接頭內(nèi)存在相當(dāng)大間隙的情況中，例如通常是在接頭的手工構(gòu)造中，對于接頭的可靠性仍未找到令人滿意的解決方案。另外，在手工構(gòu)造接頭時，通常使用低剛度的扁鋼、塑料及鋁板，使得所述材料能輕松的手工變形為所需的形狀。這種低剛度材料容易變形從而加劇擠出，這是因?yàn)槠迷洚?dāng)了施力點(diǎn)附近的杠桿支點(diǎn)，并其本身充當(dāng)了撬開所述接頭的一級杠桿。因?yàn)榻宇^寬度，即，搭接接頭內(nèi)材料交迭寬度，在這些應(yīng)用中通常是小于接頭寬度的10或20倍的量級， 這尤其糟糕?？傊?，存在一類搭接接頭，這些接頭主要適用于手工構(gòu)造，在其中采用偏移可壓縮間隔件顆?？赡苁怯欣?，但在其中不像在使用相當(dāng)剛性組裝、精細(xì)公差及機(jī)械構(gòu)造的汽車工業(yè)中那樣，截至目前仍未提供出合適的復(fù)合物。另一類應(yīng)用也有困難。這是指要密封易碎的材料板例如玻璃或Perspex 的情況。 例如寬屏幕及雙層中空玻璃的直接結(jié)合。在此，偏置顆粒的使用增加了板破損的發(fā)生率，尤其是在安裝后。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種打算用作間隙密封劑的帶有改良形式偏置顆粒的密封帶或膠粘劑，其適合填充深接頭(即，密封劑厚度大于1或2 mm的接頭)，尤其是在柔性材料與易碎材料之間，最尤其是在使用非固化密封劑或在正常干結(jié)時間內(nèi)接頭很可能運(yùn)動時的固化密封劑形成搭接接頭情況。本發(fā)明的另一個目的是提供一種打算用作間隙密封劑的帶有改良形式偏置顆粒密封劑或膠粘劑，用于用分立的緊固件元件固定一接頭的情況。所需改進(jìn)例是減少從接頭的密封劑擠出及減少從接頭的顆粒擠出，尤其是接頭受壓時并尤其是對使用非固化密封劑的接頭。本發(fā)明的再一個目的是提供一種適合于手工應(yīng)用的包含偏置顆粒的密封帶或膠粘劑。密封劑，尤其是非固化密封劑的預(yù)成型條(例如帶形)，尤其適合于手工應(yīng)用，因?yàn)樗鰲l的尺寸是預(yù)先定好的。另外，手工形成的搭接接頭容易通過多個分立的固定點(diǎn)，例如自攻螺絲或鉚釘固定。本發(fā)明的又一個目的是在經(jīng)受高剪切力的情況下在混合和/或擠出過程中混入間隔件珠。這可能提供更短的生產(chǎn)過程，避免將偏置顆粒放入密封劑內(nèi)的步驟成為單獨(dú)的步驟，這種單獨(dú)的步驟對于當(dāng)前使用墊片的應(yīng)用來說是一個顯著的缺陷。在以后的權(quán)利要求中說明本發(fā)明的不同方面。本發(fā)明提供一種包含連續(xù)的密封劑復(fù)合物的密封條，其中放置有可變形偏置顆粒，所述可變形偏置顆粒用于在使用中限定所述密封條放在兩個待密封表面之間時的密封條最小厚度。密封是使兩個材料板以流體，通常是水，不易滲入材料板之間的方式接觸的處理。連續(xù)的密封劑復(fù)合物是指這樣的復(fù)合物，其中，密封劑形成連續(xù)的相，偏置顆粒充當(dāng)島狀間斷。本發(fā)明的可變形偏置顆粒是在變形中不破碎的顆粒，S卩，它們不是易碎的，例如達(dá)到50%直徑，最好是75%直徑的變形不會引起碎裂。所以玻璃顆粒被此限定所排除。破碎的顆粒會造成銳利的邊緣以毀壞被連接的材料并形成毛細(xì)溝渠，通過所述毛細(xì)溝渠可能出現(xiàn)滲水。本發(fā)明中所用的可變形偏置顆粒的楊氏模量優(yōu)選在0. 1 GPa與15 GI^a之間，更優(yōu)選地在0. 2 GPa與10 GPa之間，最優(yōu)選地在0. 2 GPa與7 GPa,甚至更優(yōu)選在0. 3到0. 8 GI^a之間。具有如上限定的楊氏模量特性的偏置顆粒在此定義為可變形偏置顆粒。通過使用可變形偏置顆粒已證實(shí)本發(fā)明密封劑所壓靠的易碎材料板破損的發(fā)生率得到降低。通過使用可變形偏置顆粒還證實(shí)本發(fā)明密封劑所壓靠的覆層材料板磨損的發(fā)生率得到降低，從而降低腐蝕的潛在可能。另外，當(dāng)與相同連續(xù)相的復(fù)合物相比時，已發(fā)現(xiàn)密封劑，特別是非固化的密封劑從接頭擠出的范圍相比于使用不可變形顆粒時得到降低。在使用本發(fā)明密封劑的方法中，密封劑具有第一楊氏模量，偏置顆粒具有第二楊氏模量，柔性材料面板具有第三楊氏模量，且任選地，柔性材料面板之一具有第四楊氏模量，其中第三與第四楊氏模量中的至少一個大于第二楊氏模量，且所有模量大于第一楊氏模量。通過提供這樣層次的材料特性，已發(fā)現(xiàn)可得以降低板破損，降低磨損及降低或消除密封劑擠出。用在本發(fā)明中的可變形偏置顆粒優(yōu)選是彈性可變形顆粒，非彈性的可變形顆粒， 例如鉛丸不適合用在本發(fā)明中，因?yàn)槟菢拥念w粒不能緩解接頭上的任何內(nèi)部應(yīng)力，因此能使接頭潛在地運(yùn)動及膠粘劑自擠出。另外，包含偏置顆粒的金屬不是優(yōu)選的并優(yōu)選為不使用，因?yàn)榻饘佥^之它們所處的密封劑復(fù)合物有著顯著不同的表面能，并且在非固化狀態(tài)中或在接頭內(nèi)未受壓時不能被密封劑有效濕潤，導(dǎo)致在混合中顆粒分離。另外，除非是與被連接板相同的(不大可能)復(fù)合物，金屬會建立導(dǎo)致接頭惡化的電偶腐蝕路徑。應(yīng)理解，幾乎所有材料都有一定程度上的彈性變形，對本發(fā)明的目的來說，彈性變形是可還原的變形，所述變形的變化是尺寸的1%量級，優(yōu)選5%，更優(yōu)選是10%或更多。在降低非固化密封劑從接頭擠出程度方面，此彈性特性被認(rèn)為是一個系數(shù)。然而，材料，例如可能有非常高的可還原變形(即，超過100%)的橡膠未必是有益的，因?yàn)槿绻宇^結(jié)構(gòu)允許的話，它們在壓力下會儲存大量勢能并從接頭擠出而不是保持變形。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述密封劑條，當(dāng)通過現(xiàn)場擠壓而被使用或當(dāng)被預(yù)成形時， 其厚度大于1 mm，當(dāng)最初放進(jìn)接頭時任選地大于2 mm，密封劑條包含多個偏置顆粒，在所述條每厘米長度上有至少一個顆粒，所述顆粒的最小尺寸在1 mm與3 mm之間且不大于所述密封劑條的厚度。密封劑條的厚度優(yōu)選小于10 mm，優(yōu)選小于5 mm，最優(yōu)選小于3 mm。已證實(shí)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在使用更厚的密封劑條(例如厚度在2與5 mm之間)時更為明顯，尤其是因?yàn)楫?dāng)非常薄的條(小于2 mm，尤其是小于1 mm，最尤其是小于0.5 mm)和相應(yīng)的小顆粒一起使用時，大多數(shù)使用的材料板本身的粗糙度足以保留顆粒不擠出而且毛細(xì)效應(yīng)也開始起作用，將密封劑保留在接頭內(nèi)。此外，非常薄的密封劑條(即，上面的尺寸之外)不適用對搭接接頭接頭的手工處理。本發(fā)明可變形的偏置顆?？梢詢?yōu)選為比使用不可變形顆粒時更廣泛的顆粒大小分布。例如，使用相對平均顆粒大小(直徑，對于非球形則為最大直徑)5%，優(yōu)選10%，更優(yōu)選 15%標(biāo)準(zhǔn)偏差的符合大致高斯分布的顆粒大小。大于20或30%標(biāo)準(zhǔn)偏差的不是優(yōu)選的。在手工構(gòu)造中，這能指示在進(jìn)一步擰緊之前已經(jīng)達(dá)到所需接頭厚度，幾乎所有可變形顆粒完成接頭處理以達(dá)到所需厚度。在本發(fā)明中，優(yōu)選為密封劑條包含可變形偏置顆粒的濃度為每100X100 mm (即， 10, 000 mm2)密封劑條> 100珠，優(yōu)選每100 X 100 mm為100到500珠，最優(yōu)選是每100 X 100 mm為150到250珠?？勺冃纹妙w粒優(yōu)選為珠的形式，所述珠優(yōu)選為球狀體，所述珠優(yōu)選為球或橢球，所述珠優(yōu)選是橢球體顆粒，原因?qū)⒃谙旅娴膱D8中說明。這所述兩基板之間提供了所需厚度的均勻間隙。珠濃度優(yōu)選為每100X 100 mm密封劑條不超過5000珠，優(yōu)選不高于1000珠，因?yàn)橐炎C實(shí)其將降低接頭的密封效率。當(dāng)珠直徑為1 mm，優(yōu)選1.5，最優(yōu)選是直徑2 mm或更大時，這些標(biāo)準(zhǔn)尤其有意義，顆粒大小的實(shí)踐上限是直徑5 mm的顆粒，優(yōu)選是 3 mm0每100X 100 mm密封劑條100珠的濃度是指厚度在本發(fā)明指定范圍內(nèi)的密封劑條在該厚度方向上觀察時，每100X100 mm表面面積內(nèi)包含100珠。例如，在3 mm深的帶內(nèi)， 則給定數(shù)目的顆粒將占用這個深度。本發(fā)明還包括一種在兩個表面之間形成水密接頭的方法，所述接頭優(yōu)選為搭接接頭，所述表面優(yōu)選為材料板的表面，所述方法包括將本發(fā)明第一方面的密封劑條放置在第一表面上并且將第二表面放置在密封劑條的暴露面上，以及將所述表面靠攏到一起直至與所述可變形間隔件珠形成接觸，并且由進(jìn)一步壓縮此接頭所需要的力的增大所表明的，它們充當(dāng)所述兩個表面之間的間隔件。本發(fā)明的另一個方法，用于在交迭區(qū)域內(nèi)密封材料板，所述方法任選地是一種手工構(gòu)造密封搭接接頭的方法，此方法包括步驟
a)在柔性材料的交迭面板之間放置密封劑條；
b)在存在密封劑條的交迭區(qū)域內(nèi)利用多個緊固件固定材料板，每個緊固件放在沿所述搭接接頭長度的不同位置，其中，每個緊固件用于在交迭面板之間實(shí)現(xiàn)預(yù)定的壓縮力。它的一個例子是固定兩個交迭的塑料材料板，將本發(fā)明的密封劑條放在板的交迭區(qū)域內(nèi)，將自攻螺絲穿過第一板、密封劑條插入交迭區(qū)域并插入到第二板內(nèi)，進(jìn)行此插入直至達(dá)到對螺絲施加給定力矩，從而在板之間限定壓縮力。本發(fā)明的特征涉及連接材料板，然而，當(dāng)優(yōu)選為彈性的、約0. 2到5 mm,優(yōu)選0. 3到 3 mm，最優(yōu)選0.3到1.5 mm薄板是優(yōu)選的時，此發(fā)明也拓展到板連接到更剛性特征的情況， 例如模塑窗緣、底盤零件、門框或玻璃面板。但這樣的組件一般為薄截面(比較，矩形管，L截面圈邊)形式并被認(rèn)為是落入本發(fā)明最寬泛理解中的板定義范圍。本發(fā)明中提供一種用于提供包含偏置顆粒的密封劑的工藝，所述密封劑例如為非固化擠出密封劑帶的形式；所述工藝包含步驟
i)將塊、?；蚋?當(dāng)100°C時>11厘沱)粘度液體的形式的橡膠(天然或合成的)與輔料 (例如工藝油與填料抗氧化劑)一起混合，以形成非固化(即，不固化的)膠粘劑； )向所述膠粘劑加入可變形偏置顆粒；iii)在用于混合工藝的相同裝置內(nèi)將所述顆粒與膠粘劑混合；以及
iv)在擠出機(jī)內(nèi)擠出包含偏置顆粒的密封劑以提供當(dāng)做密封劑使用的包含偏置顆粒的密封劑單元。依照本發(fā)明此方面的工藝的優(yōu)勢在于單臺機(jī)器既可用于混合橡膠塊以形成膠粘劑同時也可用于混入不被該工藝破壞的偏置顆粒。可變形偏置顆粒優(yōu)選在此混合工藝的最后階段被混入，即，在其他成分都已經(jīng)被均質(zhì)混入后，以最小化對珠的破壞。所述混合工藝也可提供橡膠粉碎，諸如，將大塊橡膠打破成足夠小的顆粒以與輔料構(gòu)成連續(xù)的糊狀物。提供本發(fā)明密封劑復(fù)合物的優(yōu)選橡膠選自天然橡膠、丁基橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠(例如EPDM)，及聚異丁烯橡膠。這些橡膠提供低擠出以及對金屬表面相對良好粘附力的組合。膠粘劑可由混合橡膠塊提供，通過將它們置于剪切之下足夠的時間以提供柔韌的塑料材料膠粘劑基本復(fù)合物，偏置顆粒可被導(dǎo)入其中以形成前面所述的材料。由于不可變形偏置顆粒的不可壓縮性與這些顆粒的堅硬，這些顆粒因其磨損性質(zhì)而破壞高剪切混合機(jī)與擠出機(jī)，本發(fā)明所述的可變形顆粒不會這樣。在顆粒直徑大于約1 mm時，這一點(diǎn)尤其正確；而且使用大小范圍在1到3 mm內(nèi)的可變形顆粒是有好處的，所述可變形顆粒能用于行星混合機(jī)、Z葉片(西格瑪葉片也一樣)混合機(jī)并通過單或雙螺旋擠出機(jī)處理，同時不毀壞所述顆粒并將它們充分混合以提供包含均勻分散顆粒的密封劑。另外， 可變形顆粒的使用消除了諸如行星混合機(jī)、Z葉片混合機(jī)(西格瑪葉片)及單或雙螺旋擠出機(jī)這樣的制造設(shè)備上的磨損，在例如玻璃顆粒的情況中這種磨損高得不可接受。比之在密封劑頂部放壓縮抵抗元件的勞動密集型工藝(例如GB1541482中所公開的)或通過利用靜電法或化學(xué)法粘附工具(例如US4759962所公開)將所述壓縮抵抗成分粘到薄膜以將大體不可壓縮間隔件沉積到密封劑上，在混合/擠出階段混入可變形珠的好處是在此階段加入間隔件更為高效且分布更為均勻。一種提供最小機(jī)器磨損的用于生產(chǎn)本發(fā)明密封劑的制造方法如下
散裝密封劑由例如Kupper、AMK或Winkworth制造類型的Z葉片(或西格瑪葉片)混合機(jī)生產(chǎn)，例如，且通常有1到3噸的成批生產(chǎn)能力?；旌蠙C(jī)優(yōu)選地安裝有螺旋狀物以幫助混合工藝并便于從混合機(jī)清空。需要加熱護(hù)套(蒸汽加熱或油加熱)以輔助高分子量橡膠(例如丁基橡膠、聚異丁烯、乙烯丙烯、聚烯烴等等)與無機(jī)礦物填料(例如碳酸鈣、硬脂酸涂層碳酸鈣、滑石等等)的分散。還有輔料，例如抗氧化劑、色素及潤濕劑等。下面將給出生產(chǎn)本發(fā)明典型產(chǎn)品(這里是丁基密封劑)的一般混合工藝。對混合機(jī)護(hù)套打開蒸汽。加入所有丁基橡膠，以及1/4工藝油。以及1/4無機(jī)填料。混合，直至融合到一起。加入所有抗氧化劑。加入1/4無機(jī)填料?；旌希敝料鹉z分散(約20分鐘)。關(guān)閉蒸汽。加入所有色素并混合5分鐘。加入1/8無機(jī)填料和1/8工藝油，混合直至分散(約5分鐘)。加入1/8無機(jī)填料和1/8工藝油，混合直至分散(約5分鐘)。
加入1/8無機(jī)填料和1/8工藝油，混合直至分散(約5分鐘)。加入1/8無機(jī)填料和1/8工藝油，混合直至分散(約5分鐘)。緩慢加入剩余1/4工藝油并混合直至分散(約5分鐘)。加入3 mm直徑的聚合物珠并混合直至分散(約5分鐘)?；旌瞎に囍笫菙D出工藝，用以提供便于使用的形式的密封劑。密封劑冷卻到室溫后，按要求將產(chǎn)品裝到單或雙螺旋擠出機(jī)內(nèi)。然后丁基條穿過模子擠到剝離紙上并卷成要求的長度以給出指定截面的產(chǎn)品，例如5 mm直徑，或25X4 mm、18X4. 5 mm或10X3 mm 的矩形(平行六面體)。擠出速度約為2米/分鐘且擠出溫度通常在50與70°C之間。每100 X 100 mm密封劑條100到500珠之間的珠濃度的使用已經(jīng)示出以在不阻塞擠出頭的情況下給出可接受的擠出，同時在提供足夠的接觸點(diǎn)給搭接接頭的意義上來說提供了好的偏置性能，尤其是寬度從5 mm到2cm且厚度一致的這種。本發(fā)明的另一個好處是如果使用可變形珠不對混合/擠出設(shè)備造成損壞，而不可壓縮的硬珠會導(dǎo)致對制造設(shè)備的過度磨損。另外，可變形間隔件珠必須是彈性的，以使它們在混合/擠出工藝中不受損。即使在不可壓縮顆粒的硬度低于構(gòu)成制造設(shè)備的材料的硬度的情況下這也已證明是屬實(shí)的。用在本發(fā)明中的非固化膠粘劑或密封劑材料可能是基于乙烯丙烯二烯、天然橡膠、丁基橡膠、聚異丁烯橡膠、聚丁烯及聚烯烴聚合物，加上以上提過的那些。這些聚合物優(yōu)選為預(yù)定型固體塊、碎塊或高粘度液體形式，其被弄碎然后任選地與工藝油、填料及抗氧化劑混合以形成均質(zhì)的塑料膠粘劑。適用于本發(fā)明中的固化密封劑材料包括但不限于端硅烷基聚醚(silyl terminated polyether)、聚亞安酉旨、端娃燒基聚亞安酉旨(silyl terminated polyurethane)、丙烯酸和硅樹脂。這些類型的固化密封劑廣泛用于在OEM (原始設(shè)備生產(chǎn)商)將擋風(fēng)玻璃粘接到各種各樣的車輛內(nèi)。例如，在汽車、卡車、旅行拖車及火車建造中。在這些應(yīng)用中，保持一致的膠層厚度是必不可少的，因?yàn)閾躏L(fēng)玻璃的安裝必須保持在緊公差內(nèi)。在當(dāng)前應(yīng)用中，是人工使用墊片或間隔件，然后當(dāng)密封劑固化時移除。本發(fā)明通過去除此步驟而將間隔件混入密封劑會改善生產(chǎn)率。使用本發(fā)明可變形偏置顆粒的另一個好處是可變形顆粒已證實(shí)不會損壞應(yīng)用的設(shè)備也不會損壞涂層、玻璃或金屬基板，尤其是在使用以上所述的楊氏模量參數(shù)時。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在使用非固化膠粘劑材料時最明顯，在本發(fā)明中優(yōu)選使用非固化膠粘劑材料。固化密封劑的使用可以自本發(fā)明中排除出去。這是因?yàn)樵谄妙w粒起作用的實(shí)用期間會導(dǎo)致干結(jié)前可能的擠出程度，會降低本發(fā)明的有效性，尤其是在于典型的手工構(gòu)造中的密封劑厚度。用于使用本發(fā)明的方法與密封劑形成的搭接接頭內(nèi)的緊固件包括螺絲、螺栓與鉚釘，優(yōu)選為自攻螺絲，所述自攻螺絲優(yōu)選地被例如在搭接接頭上施加預(yù)定的壓縮力，例如通過擰緊時施加的給定力矩。所述密封劑條的第一與第二面優(yōu)選為平行的。這樣考慮到了所述條的便于安放及可能出現(xiàn)水密密封的范圍面積。密封劑條優(yōu)選為矩形截面，其長度至少10倍于條寬度且寬度至少兩倍于條厚度，優(yōu)選為5倍于條厚度。這使它能夠易于通過聯(lián)合擠出工藝生產(chǎn)并輕松地手工應(yīng)用。


本發(fā)明將參考附圖進(jìn)行說明，其中 圖1示出由緊固件固定的已知搭接接頭；
圖IA示出由緊固件固定的已知搭接接頭，示出密封劑從接頭之間的自擠出； 圖2示出由緊固件固定的搭接接頭，其中將球形偏置顆粒用在密封劑復(fù)合物中； 圖3示出由緊固件固定的搭接接頭，其中緊固件已使接頭處于壓力之下且在密封劑復(fù)合物中存在球形偏置顆粒；
圖4示出利用被連接材料的變形來固定不可變形的球形偏置顆粒的搭接接頭； 圖5示出當(dāng)可變形偏置顆粒在壓力下時，例如當(dāng)作為本發(fā)明密封劑的一部分用在搭接接頭里時的變形性質(zhì)，
圖6示出使用一種包含偏置顆粒的密封劑復(fù)合物的搭接接頭，所述顆粒有粒徑分布； 圖7示出例如玻璃面板之間，在密封劑復(fù)合物里使用可變形偏置顆粒的搭接接頭； 圖8示出受壓的搭接接頭，所述圖表說明孤立橢球體偏置顆粒的方向變化； 圖8A示出懸在密封劑復(fù)合物(未示出)內(nèi)的隨機(jī)指向的孤立橢球體偏置顆粒； 圖8B示出當(dāng)搭接接頭的材料鄰接橢球體偏置顆粒時的圖8A的接頭； 圖8C示出當(dāng)搭接接頭的材料靠攏得足夠近到幾乎損壞橢球體偏置顆粒時的圖8B的搭接接頭；
圖9與圖10示出在玻璃板上制備，具有各種水平和不同類型珠作為間隔件的基于甲硅烷改性聚合物(Silyl Modified Polymer)的密封劑樣本的圖示。每個樣本進(jìn)行兩次測試。圖11示出玻璃面板制成的搭接接頭內(nèi)密封劑樣本的壓縮力(單位N)對距離(mm) 的圖示結(jié)果。
具體實(shí)施例方式圖2、3、4、6、7、8、9、10 與 11 涉及本發(fā)明。這些圖主要示出利用特定緊固件固定的搭接接頭。然而，采用特定緊固件只是使用本發(fā)明的接頭的優(yōu)選特征，并且在圖中給出以方便描述。附圖中包含特定緊固件的特征在沒有給出緊固件時并不必然地排除不用。類似的，通常會沿接頭長度使用多個緊固件。圖1示出由緊固件30固定的搭接接頭2。搭接接頭2包括材料上板10與材料下板20，在此案例中，兩材料是相同的。兩板交迭以形成搭接接頭2，在此例中，由緊固件30 將其保持。緊固件30包括頭32、軸34與嚙合在所述軸螺紋上的螺母36，使得緊固件30能擰緊而將板10與20靠攏以便固定所述接頭并阻止接頭2橫向移動。所述緊固件30將優(yōu)選為自攻螺絲或壓縮鉚釘，但為了易于說明沒有示出。圖1的搭接接頭提供一種固定材料板10、20以用密封劑40形成水密密封的方法。圖1的已知搭接接頭，尤其在其中密封劑40是非固化密封劑的情況下，會長時間擠壓密封劑40，這在圖IA中示出。密封劑由于板的機(jī)械運(yùn)動、溫度變化及密封劑蠕變而從板10、20之間的間隙自擠出。這最終導(dǎo)致密封劑功能破壞及緊固件張力降低，使得所述接頭在機(jī)械或防水方面不再有效。如圖所示，密封劑40從材料板10、20內(nèi)的交迭處退出并因此更為暴露，由于非固化密封劑本身是有粘性的，其導(dǎo)致對其他材料例如塵土的不希望的粘附。密封劑40的擠出也意味著板10、20之間經(jīng)常失去水封，并且密封劑的厚度降低導(dǎo)致接頭中緊固件30變松，這增加了機(jī)械耗損，放大了孔洞12，還使接頭機(jī)械退化。圖2示出緊固件30固定的搭接接頭，其中在密封劑復(fù)合物內(nèi)使用球形偏置顆粒 50。圖2的特性如圖1內(nèi)所描述。偏置顆粒起到當(dāng)由緊固件30施加張力以固定接頭時限制板10、20靠近的作用。因此，密封劑40至少在最初不被排除于搭接接頭以外。圖2的已知搭接接頭，當(dāng)偏置顆粒50的直徑在小于密封劑材料40所占接頭寬度 (w)的10倍的量級時，也造成上面描述的自擠出問題。圖3示出緊固件固定的搭接接頭，其中緊固件使接頭受壓且其中在密封劑復(fù)合物內(nèi)存在球形偏置顆粒。當(dāng)被連接材料是柔性或可變形，及緊固件30被施以太大的力時，已知的圖2搭接接頭組件的自擠出問題很容易地變得更糟。在手工操作的性能通常會固有地可變的情況下，當(dāng)進(jìn)行接頭的手工組裝時，通常使用比密封劑寬度相對大的密封劑間隙的情況，這是常見的。另外，靠近緊固件30存在的偏置顆粒造成杠桿效應(yīng)，在所述效應(yīng)中偏置顆粒50充當(dāng)杠桿支點(diǎn)，其中板10、20對偏置顆粒50 —側(cè)的壓縮撬開材料板10、20的更長部分，使得板10、20被設(shè)置成一定角度且不再平行。這不僅有排除密封劑40的效果，而且當(dāng)使用球形不可壓縮顆粒50時，這些顆粒滾出接頭使得顆粒42后方的間隔件不易被密封劑40填充， 使得密封劑內(nèi)出現(xiàn)間隙，水可以從那里通過板10、20內(nèi)緊固件貫穿所通過的孔洞(未標(biāo)號) 滲入并失去接頭的完整性。應(yīng)注意到當(dāng)使用一段線代替顆粒50 (如上面所述的現(xiàn)有技術(shù)) 時，效果甚至更糟，因?yàn)楫?dāng)線被推出接頭時，密封劑實(shí)際上不可能回填到區(qū)域42。為了完整性，應(yīng)注意到有大材料板10、20的實(shí)際情況中，圖3中的扭曲是局部性的，例如材料板內(nèi)是淺凹或圓形的凹陷而不是材料作為整體成某一角度，然而效果與上面的描述一樣。圖4示出利用要連接的材料10和/或20的變形固定不可變形球形偏置顆粒50 的搭接接頭。在許多采用小偏置顆粒的領(lǐng)域中，當(dāng)偏置顆粒大小小于1 mm且使用密封劑40 粘合到一起(例如使用吸力、毛細(xì)作用或粘附力)的接頭寬度是偏置顆粒大小的10倍或更高時，相對于材料板的厚度及該材料的硬度而言，特別是在使用鋼板時，不可變形偏置顆粒的大小不會產(chǎn)生嚴(yán)重的杠桿效應(yīng)。這被認(rèn)為是由于偏置顆?？赡軙萑氩牧习?，如圖4A中所示，施加到板10、20的力導(dǎo)致分別如圖4B所示的板10、20內(nèi)的變形14、24。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的可變形偏置顆粒。當(dāng)使用可變形顆粒時，可變形偏置顆粒優(yōu)選為楊氏模量在0. 1與10 GPa之間的偏置顆粒。當(dāng)構(gòu)成搭接接頭的材料板10、20靠近并在可變形偏置顆粒100上施加壓縮力時，所述顆粒變形為卵形或更卵形102，并且因?yàn)樗鲱w粒的楊氏模量低于所述材料板的楊氏模量，顆粒變形優(yōu)先于材料板，從而保持材料板上任何涂層的完整性并開始和/或傳播材料板內(nèi)的裂縫。圖6示出使用包含的密封劑條的搭接接頭，偏置顆粒50具有尺寸分布。當(dāng)使用不可變形偏置顆粒，并不特別必要使用窄的顆粒尺寸分布，因?yàn)榇罱咏宇^所連接的材料能夠變形以適應(yīng)顆粒大小的差異。然而，如圖6所示，在存在更多數(shù)量的小顆粒50時所存在的大顆粒50’造成材料板10、20與顆粒之間的第一接觸點(diǎn)并建立起應(yīng)力點(diǎn)。這使得在兩板之一或全部為易碎材料，例如玻璃時，使用不可壓縮偏置顆粒是不現(xiàn)實(shí)的。圖7示出在密封劑復(fù)合物中在例如玻璃嵌板IOA之間使用可變形偏置顆粒100的搭接接頭。當(dāng)搭接接頭內(nèi)材料板10A、20受壓靠攏到一起且使用本發(fā)明的可變形偏置顆粒100時，任何特別大的顆粒都將變形為卵形或更卵形。當(dāng)它在材料板IOA上生成局部壓力點(diǎn)的同時，相鄰顆粒100的存在會降低局部壓力且低楊氏模量材料固有的塑性意味著隨著時間過去顆粒102會停止提供任何明顯的局部壓力點(diǎn)。因此本發(fā)明的可變形偏置顆粒特別適合用于在易碎材料之間或在易碎材料與非易碎材料之間形成接頭時，這在使用玻璃板的情況下是普遍的情況。圖8示出受壓靠攏的搭接接頭，該圖示出孤立的橢球體偏置顆粒的方向變化。當(dāng)通過將材料板10、20靠攏在一起而在材料板10、20之間形成搭接接頭時，在密封劑(為了簡明未示出)內(nèi)懸浮的橢球體偏置顆粒，如圖8的順序A、B、C所示改變其方向。這在通過應(yīng)用擰緊緊固件形成的接頭中尤其突出，其中材料板10、20通過擰緊緊固件而靠攏到一起形成接頭。圖8A示出以隨機(jī)方向懸浮在密封劑復(fù)合物(未示出)內(nèi)的孤立橢球體偏置顆粒。 板隨著材料板10、20靠攏而靠近顆粒104。圖8B示出當(dāng)搭接接頭的材料鄰接橢球體偏置顆粒時圖8A的接頭。如上所述，當(dāng)材料板10、20靠近顆粒104時，它們會最終與顆粒形成接觸且顆粒會對板的進(jìn)一步靠攏提供一定程度的抵抗。圖8C示出當(dāng)搭接接頭的材料靠得足夠近到接近橢球體偏置顆粒的最窄損壞時的圖8B的接頭。隨著材料板10、20的接近，顆粒104旋轉(zhuǎn)直至進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)不會耗散接近的能量且這時顆粒的優(yōu)選的可變形性開始發(fā)揮作用。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1
制造裝備基體材料在Kupper所制造的類型的Z葉片(或西格瑪葉片)混合機(jī)上制造， 該混合機(jī)裝配有螺紋以輔助混合過程并促進(jìn)從混合機(jī)中清空，并裝配有加熱的護(hù)套(蒸汽或油加熱)，以幫助高分子量橡膠(例如，丁基橡膠、聚異丁烯、乙烯丙烯、聚烯烴等)與無機(jī)礦物填料(例如碳酸鈣、硬脂酸鹽涂層碳酸鈣、滑石等一起分散)。還與添加劑一起，例如抗氧化劑、色素和潤濕劑等。生產(chǎn)典型的丁基密封劑的大體混合過程在以下給出。批次大小大約為500 kg
對混合機(jī)護(hù)套打開蒸汽。加入50kg 丁基橡膠，20kg工藝油以及75kg無機(jī)填料。混合直至結(jié)合到一起。加入所有抗氧化劑。加入75kg無機(jī)填料。混合直到橡膠分散(大約20分鐘)。關(guān)閉蒸汽。加入所有色素并混合5分鐘。加入50kg無機(jī)填料和15kg工藝油，混合直至分散(持續(xù)5分鐘)。加入50kg無機(jī)填料和15kg工藝油，混合直至分散(持續(xù)5分鐘)。加入50kg無機(jī)填料和15kg工藝油，混合直至分散(持續(xù)5分鐘)。加入50kg無機(jī)填料和15kg工藝油，混合直至分散(持續(xù)5分鐘)。緩慢加入剩余15kg工藝油并混合直至分散(持續(xù)5分鐘)。后續(xù)復(fù)合物基于以上基礎(chǔ)密封劑復(fù)合物，其中加入各種偏置顆粒。在生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的最終產(chǎn)品時，當(dāng)上述過程的批次已通過質(zhì)量控制測試時，將聚合物珠全部加入(50kg)并混合5分鐘，此時，顆粒被均勻分布在上述基礎(chǔ)密封劑中。在以下實(shí)驗(yàn)工作中，在實(shí)驗(yàn)室將這些珠加入以上另外制備的復(fù)合物中。最后階段是通過螺旋擠出而從混合機(jī)清空，并堆在平盤上，每行由剝離紙分開，或者在剝離紙上形成密封劑的螺旋卷，所述剝離紙例如為涂有硅樹脂或石蠟的紙。實(shí)驗(yàn) 2
比較兩種顆粒類型，硬玻璃球形顆粒與聚合物橢球體顆粒。這些顆粒的特征如下 測量橢球體聚合物珠(商標(biāo)名Estergran(TM) 1411，由Bostik有限公司制造)的尺寸和兩種不同大小的玻璃珠(平均直徑1.44 mm，商標(biāo)名Marlite(TM)和平均直徑2. 45 mm，商標(biāo)名Mluc S.A.)。聚合物珠的長軸和短軸都進(jìn)行測量。在球形珠的情況下只測量直徑。 所有測量都采用精度到2個小數(shù)位的Mitutoyo Digital游標(biāo)卡尺進(jìn)行。每種類型的珠樣本大小約為125，以用于指示尺寸分布。聚合物(聚酯)“卵形”珠的尺寸在下面給出 平均長軸=3. 60 mm
平均短軸=2. 31 mm
長軸短軸的平均比率=1.57
長軸標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 18
短軸標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 18
長軸短軸的比率的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 12
長軸最大值=3. 95 mm
長軸最小值=2. 55 mm
短軸最大值=2. 78 mm
短軸最小值=1. 32 mm
長軸與短軸的比率(圓度測量)
最大=1.93
最小=1. 25
平均重量^ 0. 015 g
平均體積 0.012 ml (通過計算體積=質(zhì)量/密度) 密度 1. 24
關(guān)于商標(biāo)名Marlite(TM)的大約1.5 mm直徑玻璃珠的信息在下面給出 注意直徑測量采取完整的珠，拋棄任何受損的珠。平均直徑=1.44 mm 最大直徑=1. 98 mm
最小直徑=1. 13 mm 直徑的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 12 平均重量^ 0. 0046g 平均體積 0. 002 ml (通過計算) 密度 2. 3
關(guān)于來自Mluc S.A.的大約2. 5 mm直徑玻璃珠的信息在下面給出 注意直徑測量采取完整的珠，拋棄任何受損的珠。平均直徑=2. 45 mm最大直徑=2. 48 mm
最小直徑=2. 43 mm
標(biāo)準(zhǔn)偏差=0. 01
平均重量 0. 02g
平均體積 0. 008 ml (通過計算)
密度 2. 5
Starlite (TM)(玻璃珠)如下給出。
表1聚合物(Estergran (TM))珠的數(shù)量/100X 100 mm密封劑
權(quán)利要求
1.一種包含連續(xù)的密封劑復(fù)合物的密封條，其中放置有可變形偏置顆粒，所述可變形偏置顆粒用于在使用中限定所述密封條放在兩個待密封表面之間時的密封條最小厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的密封條，其中，用于本發(fā)明的所述可變形偏置顆粒的楊氏模量在 0. 1 GI^a 與 15 GPa 之間。
3.如權(quán)利要求2所述的密封條，其中，所述可變形偏置顆粒為聚合物顆粒。
4.如權(quán)利要求三所述的密封劑條，其中，所述聚合物選自聚酯和聚烯烴中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1到4的任意一個所述的密封條，其中，所述偏置顆粒的濃度為給定厚度的每10，000 mm2密封劑條大于或等于100珠。
6.如權(quán)利要求5所述的密封條，其中，所述偏置顆粒的濃度在每10，000mm2密封劑條 100到500珠之間，所述密封劑條厚度在1 mm和5 mm之間且所述珠直徑在1 mm和3 mm之間并在任何情況下不大于所述條的厚度。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的密封條，其中，所述可變形偏置顆粒為非球形但優(yōu)選為類球形。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的密封劑條，當(dāng)通過現(xiàn)場擠壓而被使用或當(dāng)被預(yù)成形時， 其厚度大于1 mm。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的密封條，其中，所述密封條是非固化密封劑條，使得基本上在所述密封劑條的整個預(yù)期壽命內(nèi)所述密封劑條具有液體性質(zhì)。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的密封條，其中，所述偏置顆粒的直徑在2mm和5 mm之間。
11.一種用含有偏置顆粒的密封劑在彈性材料面板之間形成接頭的方法，其中，所述密封劑具有第一楊氏模量，所述偏置顆粒具有0.1 GI^a和15 GI^a之間的第二楊氏模量，所述彈性材料面板具有第三楊氏模量，并且任選地，所述彈性材料面板之一具有第四楊氏模量， 其中，第三與第四楊氏模量中的至少一個大于第二楊氏模量且全部模量均大于第一楊氏模量。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述彈性材料選自鋼板、鋁板及塑料板。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述接頭還借助于緊固件以分離間隔固定，所述緊固件具有機(jī)器螺釘、自攻螺釘或鉚釘中的一種或多種的形式。
14.一種在兩個表面之間形成水密接頭的方法，所述方法包括將含有可變形偏置顆粒的密封劑條放置在第一表面上并將第二表面放置在所述密封劑條的暴露面上，以及將所述表面靠攏到一起直至與所述可變形間隔件珠形成接觸，并且由進(jìn)一步壓縮此接頭所需要的力的增大所表明的，它們充當(dāng)所述兩個表面之間的間隔件。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述可變形偏置顆粒具有0.1 GI^a和15 GI^a之間的楊氏模量。
全文摘要
一種包含連續(xù)的密封劑復(fù)合物的膠粘劑密封條，其中放置有可變形偏置顆粒，所述可變形偏置顆粒用于在使用中限定所述密封條放在兩個待密封表面之間時的密封條最小厚度。所述可變形偏置顆粒的楊氏模量在0.1GPa與15GPa之間。所述條能夠在大幅降低破裂發(fā)生率的情況下使玻璃面板被密封。
文檔編號C09J11/08GK102325849SQ200980157010
公開日2012年1月18日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者貝里 K., 萊夫里 M. 申請人:博斯蒂克股份公司