本發(fā)明涉及由兩個基底構(gòu)成的組件,更特別地兩個基底的至少一個在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)特性,這些基底通過潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié),所述組件更特別地用于針對光學(xué)、電子和/或精密機械裝置的應(yīng)用。通過施用在基底的具有無機特性的待粘結(jié)側(cè)上的底漆,可改善在熱/濕條件下的組件強度。此外,本發(fā)明涉及制造所述類型的組件的方法。
幾乎所有現(xiàn)代消費電子產(chǎn)品中的裝置都具有視覺顯示系統(tǒng)以顯示裝置的操作狀態(tài)、或其它信息。這種情況下,如果需要顯示更復(fù)雜的關(guān)系,則經(jīng)常使用基于液晶(lcd)或有機發(fā)光二極管(oled)的顯示模塊來實現(xiàn)顯示功能。這樣的顯示(顯示器)用于例如數(shù)碼照相機、可攜帶電腦和移動電話。為了保護顯示模塊免受由外部機械影響(例如,沖擊)造成的任何損害,這樣的顯示系統(tǒng)典型地具有透明的保護窗,其覆蓋顯示模塊的外側(cè),并由此減少直接暴露模塊的風(fēng)險。在非電子視覺顯示系統(tǒng)中同樣需要這樣的保護,例如對于機械顯示器例如鐘表或儲存容器上的液面計。玻璃通常用作保護窗口,因為其由于觸感而相對于塑料提供優(yōu)勢。此外,玻璃對有機溶劑是惰性的,并且由于高的硬度還是耐劃痕的,從而它傳遞出高品質(zhì)的印象。當(dāng)為了滿足光學(xué)功能(例如光折射、光集束、光衰減、光放大)時,也使用玻璃片材。當(dāng)將這類鏡片安裝在座架或裝置主體上時,要求與上述窗口的情況類似。
近年來特別是在電子領(lǐng)域中,例如移動電話或所謂的便攜式電腦,對陽極氧化鋁的粘結(jié)的需求日益提高。陽極氧化鋁作為裝飾材料在電子裝置中越來越重要。所謂的陽極氧化鋁或陽極化鋁(即以陽極氧化工藝處理的鋁)是通過鋁的陽極氧化在其表面形成氧化保護層的鋁。在該情況下,相對于電鍍涂布法,保護層不沉積在工件上,而是通過將最上面的金屬層轉(zhuǎn)化為氧化物或氫氧化物來形成。因此該保護層具有對鋁的特別良好的粘結(jié)。所形成的層為5至25μm厚,并且只要該層中沒有(例如,由于機械損傷)產(chǎn)生縫隙,則其保護更深的層免受腐蝕。
電子裝置(尤其是小型可攜帶裝置,例如移動電話等)中各種基底的粘結(jié)現(xiàn)主要通過雙面膠帶實現(xiàn)。
在現(xiàn)代消費電子裝置以及其它移動裝置中,各組件經(jīng)常必須部分地僅以非常低邊界寬度(空白邊寬度,stegbreite)相互粘結(jié)。在本文中“邊界”或“邊界寬度”意為雙面粘結(jié)材料的配置。替代整面粘結(jié),常常期望僅粘結(jié)框架。膠粘劑體系在這樣的情況下作為組裝部分使用,其可具有低寬度(“邊界寬度”)的區(qū)段(“邊界”)。在粘結(jié)范圍的至少一個區(qū)域(區(qū)段)中,邊界寬度可不大于2mm、不大于1mm、不大于0.8mm、或甚至為約0.5mm。在這樣的寬度中,自粘膠帶的粘結(jié)強度通常是不足的,使得在這些情況下,經(jīng)常需要回到使用液態(tài)膠粘劑。然而,液態(tài)膠粘劑的使用經(jīng)常伴隨某些缺點,因為其與顯著的惡臭污染有關(guān)。此外,液態(tài)膠粘劑難以操作。因此尋找一種膠粘劑體系,其具有低蒸汽壓并且對于相對清潔的加工能夠以片材狀形式提供。熱可活化的膜適于該目的。由于還要使熱敏性基底彼此粘結(jié),因而需要甚至在非常低的溫度(t不大于120℃或甚至不大于100℃)下也可加工的熱可活化的膜。不能忍受明顯高于100℃的加工溫度的特別地?zé)崦粜曰椎膶嵗秊殛枠O化(陽極氧化)鋁、各種(透明的)塑料,和一些表面改性的組件。
因此,本領(lǐng)域技術(shù)人員對于合適且越來越好的用于使例如這樣的覆蓋玻璃或鏡片與座架或外殼粘結(jié)的雙面膠粘劑膜的膠粘劑體系是感興趣的。對用于這些應(yīng)用的膠粘劑體系的要求概況包括:高的推出強度(即,組件在其座架中的粘結(jié)強度),以及甚至在低溫下同時伴隨的高的耐沖擊強度,使得單獨組件在向下掉落時不會在粘結(jié)接合處解體。關(guān)于粘結(jié)強度,具有潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的層的膠粘劑體系顯得高度合適。潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的實例可見于habenicht(g.habenicht,kleben,6thedn.,2009,j.springer,heidelberg,第242至243頁)中。典型的這樣的體系存在于膜內(nèi)的反應(yīng)性體系中,其中反應(yīng)物在加工條件(即通常在低溫下)有效地彼此分離,或者反應(yīng)物之一的反應(yīng)性以其它方式被抑制,使得在這些條件下抑制反應(yīng)/固化。然而,許多這樣的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,例如基于環(huán)氧化物/雙氰胺的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜(b.müller,w.rath,formulierungvonkleb-unddichtstoffen,2ndedn.,2009,vinzentznetwork,hannover,第167至169頁),固化所需的溫度對于敏感性組件而言過高。因此,僅特定的反應(yīng)體系可用于敏感性組件的粘結(jié)。
對于在低的粘結(jié)溫度下具有高粘結(jié)強度,有利的是,提供具有至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的層的膠粘劑產(chǎn)品,所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜由水性分散體產(chǎn)生,并且包括熱塑性組分和包含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分包含能夠與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,并且所述包含異氰酸酯的組分以顆粒形式分散于所述熱塑性組分中,并且被封端(參見,例如,b.müller,w.rath,formulierungvonkleb-unddichtstoffen,2ndedn.,2009,vinzentznetwork,hannover,第141至144頁作為技術(shù)性說明材料)、微膠囊化(參見,例如,us4,483,744和j.-m.pernot,b.pouyet,h.brun,s.brianconinmicrospheres,microcapsules&liposomes,vol.1,r.arshady(ed.),citusbooks,london,第441至456頁作為技術(shù)性說明材料)、或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活(參見,例如,wo99/29755作為技術(shù)性說明材料)。
wo93/25599a1公開了用于潛在反應(yīng)性聚氨酯體系的配制物,其包括在高于55℃的溫度下顯示出反應(yīng)性的失活的多異氰酸酯,和在高于40℃的溫度下可熔化并且能夠與異氰酸酯反應(yīng)的聚合物。這些配制物可被涂覆在基底上,然后可被粘結(jié)。沒有描述用底漆來預(yù)處理待粘結(jié)的基底。
de102010013145a1描述了膠粘劑組合物,其為熱可活化的并且具有潛在反應(yīng)性。在室溫下,其具有稍許壓敏膠粘性,并且在初始加熱和冷卻之后在一定時間內(nèi)依然具有粘著力。這些膠粘劑組合物優(yōu)選地基于聚氨酯。沒有描述用底漆來預(yù)處理待粘結(jié)的基底。
wo99/29755描述了基于水性聚氨酯分散體的反應(yīng)性聚氨酯膠粘劑體系。在熱塑性聚氨酯的基質(zhì)中分散有多異氰酸酯顆粒,所述熱塑性聚氨酯還攜帶與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,所述多異氰酸酯的表面是失活的。在第一溫度下,熱塑性聚氨酯熔化。在高于該第一溫度的溫度下,失活的顆粒表面溶解并且異氰酸酯基團能夠與熱塑性聚氨酯的官能團反應(yīng)。所述配制物特別地可包括硅烷。然而,以這種方式使用硅烷在粘附促進劑方面的功能帶來如下缺點,即硅烷在水性介質(zhì)中可經(jīng)歷水解并且縮合,使得其界面活性可下降。此外,其作用方式可由于分散體的另外可能的組分(例如穩(wěn)定劑),和對于分散體的穩(wěn)定性很重要的ph的設(shè)定措施而受到不利影響。另外,在膠粘劑配制物本身中混入活性物質(zhì)(例如硅烷)需要較高的活性物質(zhì)的使用量,因為其大部分保留在膠粘劑層的體積中并且不再作用于目標(biāo)表面。在wo99/29755中未描述用底漆來預(yù)處理待粘結(jié)的基底和相關(guān)的效果。
us6,797,764b2描述了基于聚氨酯的水性膠粘劑配制物。這些配制物可包括粘附促進劑例如硅烷。給出的待粘結(jié)的材料的實例,除了塑料之外,還包括不銹鋼、鋁、銅、鐵、冷軋鋼和磷化鋼。未提及用于電子和移動裝置的應(yīng)用。此外,膠粘劑組合物不具有潛在反應(yīng)性。
wo00/34403a1描述了用于橡膠制品的粘結(jié)的基于聚氨酯的水性膠粘劑配制物。所述橡膠制品可經(jīng)底漆預(yù)處理。所述公開內(nèi)容教導(dǎo)了聚酯基團的耐水解性可通過添加環(huán)氧化物來改善。作為不期望的水解的原因,其提出底漆的化學(xué)分解產(chǎn)物。未提及用于電子和移動裝置的應(yīng)用。此外,膠粘劑組合物不具有潛在反應(yīng)性。在該特定情況中,基于聚氨酯的膠粘劑和底漆的特定組合似乎不利于粘結(jié)組件的穩(wěn)定性。
wo2013/127697a1涉及使用基于聚氨酯的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的陽極氧化鋁與塑料的粘結(jié)。塑料材料可為表面改性的并且攜帶無機層。未提及用玻璃和其它金屬作為待粘結(jié)的材料。未提及通過底漆預(yù)處理待粘結(jié)的基底。
偶聯(lián)劑(例如硅烷)作為粘附促進劑的影響基本上描述于文獻(xiàn)中,例如plueddemann(e.p.plueddemannin“fundamentalsofadhesion”,l.h.lee(ed.),plenumpress,newyork,1991)。在這個意義上,粘附促進劑/底漆可理解為提高粘附/粘結(jié)強度的手段,但不是保護現(xiàn)有的粘結(jié)強度免受外部影響的手段。未具體說明本身特定的其它有利的用途,以及關(guān)于膠粘劑膜、基底和底漆的特定組合。
de102007030196a1和de102009007930a1描述了用于預(yù)處理親水性表面以使得其疏水化從而改善壓敏膠粘劑層的粘附性的硅烷溶液。未具體說明使用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜來粘結(jié)具有無機特性的基底。也未描述在電子或移動裝置的特定情況中的熱和濕的影響下,通過使用底漆可改善粘結(jié)強度。
然而,對于現(xiàn)代消費電子產(chǎn)品中的裝置和其它移動裝置而言,核心要求是在熱/濕條件下的穩(wěn)定性。因此,測定粘結(jié)的基底的組件強度并且比較其在熱/濕儲存之前和之后的強度。在這些條件下,過度的粘結(jié)強度下降是不期望的。無機(親水性)表面與基于聚氨酯的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的粘結(jié)強度因暴露于濕熱條件而受到影響。因此,目的在于,提供如下組件,其包括至少一個在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)特性的基底(玻璃、陶瓷、金屬,和相應(yīng)地?zé)o機(親水地)涂覆的材料,其自身性質(zhì)上可為有機的),并且包括在相對低的溫度下在熱壓下可快速固化的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,使得組件的粘結(jié)強度較少或幾乎不因暴露于濕熱條件而受到影響。此外,對于電子裝置和其它移動裝置,需要粘結(jié)是耐沖擊的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
已發(fā)現(xiàn),如果在將基底特別地與無機表面粘結(jié)時,在接觸區(qū)域上涂底漆,可實現(xiàn)本發(fā)明的目的,所述接觸區(qū)域在粘結(jié)時由更特別地?zé)o機基底表面和潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面形成。在接觸區(qū)域上涂底漆意指在相應(yīng)的基底表面或相應(yīng)的膠粘劑膜表面或在兩個表面上涂底漆。若通過潛在反應(yīng)性膠粘劑膜使兩個基底相互粘結(jié),則有利地應(yīng)至少在接觸區(qū)域上涂底漆,所述接觸區(qū)域由無機表面和膠粘劑膜形成。若兩個基底的表面為無機的,則根據(jù)本發(fā)明有利的是對至少一個接觸區(qū)域(基底區(qū)域、膠粘劑膜區(qū)域、或基底區(qū)域和膠粘劑膜區(qū)域)涂底漆,優(yōu)選的是兩個接觸區(qū)域均涂底漆。
本發(fā)明特別涉及通過具有至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜將兩個基底,即第一基底a和第二基底b彼此粘結(jié)在一起的方法,所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層具有熱塑性組分和包含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分具有35℃≤t(熔化)≤90℃的熔化溫度t(熔化)并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,所述包含異氰酸酯的組分以顆粒形式分散于(分散引入到)所述熱塑性組分中,并且被封端、微膠囊化或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活,其中所述顆粒具有40℃≤t(開始)≤120℃的開始溫度t(開始),以及其中t(開始)≥t(熔化),其中使所述第一基底a的表面與所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的第一表面進行接觸,以及其中使所述第二基底b的表面與所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的第二表面進行接觸,其中粘結(jié)通過將潛在反應(yīng)性膠粘劑膜加熱到至少對應(yīng)于或高于開始溫度t(開始)的溫度來實現(xiàn),其中另外,在所述第一基底a與所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜接觸前用底漆處理至少所述第一基底a的與所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜進行接觸的表面,,和/或在所述第一基底a與所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜接觸前用底漆處理至少所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的與所述第一基底a進行接觸的第一表面。
出于本說明書的目的,t(熔化)為熱塑性組分的熔化溫度,以及t(開始)為分散在(分散引入到)分散在(分散引入到)熱塑性組分中的顆粒的異氰酸酯基團能夠與熱塑性聚氨酯的官能團進行反應(yīng)的溫度(例如,因為其與熱塑性聚氨酯分布于基質(zhì)中)。在封端的異氰酸酯基團的情況下,t(開始)與去封端溫度有關(guān);在微膠囊化的情況下,其與從微膠囊釋放出異氰酸酯有關(guān)(例如,通過微膠囊殼的熔化);以及在異氰酸酯顆粒的表面區(qū)域中失活的異氰酸酯的情況下,其與異氰酸酯顆粒的熔化有關(guān)。出于本發(fā)明的目的,可想到所有從現(xiàn)有技術(shù)已知的封端、微膠囊化和/或在顆粒表面的區(qū)域中失活的含異氰酸酯的體系,其滿足對于t(開始)的說明。熱塑性聚氨酯和包含異氰酸酯的組分優(yōu)選地在水性介質(zhì)中是可分散的、或分散在水性介質(zhì)中。
熔化溫度根據(jù)din53765-b-10(1994)通過差示掃描量熱法(dsc)進行測定。
t(開始)同樣通過差示掃描量熱法(dsc)測定。在該情況下放熱信號在10k/分鐘的加熱速率下在第一加熱曲線的熱分析圖中被評價,其對應(yīng)于異氰酸酯基團的反應(yīng)。所使用的t(開始)為該信號的開始溫度。
在此,特別地,至少第一基底a的與潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面接觸的表面全部或部分地(更特別地至少主要地)由無機材料形成。第二基底的待粘結(jié)表面也可全部或部分地(更特別地主要地)為無機的。在那樣的情況下,如果兩個接觸區(qū)域均涂有底漆,則為特別優(yōu)選的。
因此,任選地有利的為:如果在第二基底b與潛在反應(yīng)性膠粘劑膜接觸前也用底漆處理第二基底b的與潛在反應(yīng)性膠粘劑膜進行接觸的表面,和/或如果在第二基底b與潛在反應(yīng)性膠粘劑膜接觸前也用底漆處理潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的與第二基底b進行接觸的第二表面;并且,具體地,特別有利的是,第二基底b的與潛在反應(yīng)性膠粘劑膜進行接觸的表面也全部或部分地為無機的。
將潛在反應(yīng)性膠粘劑膜加熱至對應(yīng)于或高于至少開始溫度t(開始)的溫度,優(yōu)選地對由基底a和膠粘劑膜制成的預(yù)制組件進行,或?qū)τ苫譨、膠粘劑膜、和基底b制成的預(yù)制組件來進行。為此,使相應(yīng)的基底區(qū)域和膠粘劑膜區(qū)域如上述般地進行接觸;任選地,由基底a的表面與膠粘劑膜區(qū)域形成的接觸區(qū)域和/或由基底b的表面與膠粘劑膜區(qū)域形成的接觸區(qū)域也可被預(yù)固定,通過例如熱層壓(在雙面熱層壓的情況下,同時或相繼地進行),將熱引入一個或兩個接觸區(qū)域(在后者情況下,同時或非同時地),等。在此,在各自的情況下用于預(yù)固定的任何引入的熱應(yīng)低于潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的開始溫度,使得最終的粘結(jié)(通過異氰酸酯與熱塑性組分的官能團的反應(yīng)產(chǎn)生的粘結(jié))尚未開始(未引發(fā))。
本發(fā)明還提供組件,其包括或由以下組成:至少一個基底a和潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,更特別地包括或由以下組成:兩個基底a和b以及潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,其通過根據(jù)本發(fā)明的方法,和更特別地根據(jù)以上和以下的方法或組件自身的實施方式可獲得。
本發(fā)明進一步提供特別是由兩個通過膠粘劑膜彼此粘結(jié)的基底組成的組件,其中所述膠粘劑膜為分散體的反應(yīng)產(chǎn)物,所述分散體由包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團的熱塑性組分和以顆粒形式分散在(分散引入到)熱塑性組分中的包含異氰酸酯的組分組成,其中在至少一個粘結(jié)的基底和膠粘劑膜之間的接觸區(qū)域中提供底漆。在組件中,底漆通常為干燥的形式。底漆的作用常?;诘灼崤c相關(guān)的基底表面、相關(guān)的膠粘劑膜表面、或與基底表面和膠粘劑膜表面的相互作用(在此參加本說明書中更詳細(xì)的實施方式;這樣的相互作用也可例如為化學(xué)反應(yīng))。在本說明書中若提及在(通常經(jīng)粘結(jié)的)組件中設(shè)有底漆,則術(shù)語“底漆”特別地也包括干燥的底漆和經(jīng)過這樣的相互作用的底漆。
通過本發(fā)明,可明顯改善由基底a和潛在反應(yīng)性膠粘劑膜組成的,或由基底a、潛在反應(yīng)性膠粘劑膜和基底b組成的組件的在熱/濕儲存后的穩(wěn)定性(耐受性)。因此,本發(fā)明的另一主題為由兩個通過膠粘劑膜彼此粘結(jié)的基底a和b所組成的組件,其中所述膠粘劑膜為分散體的反應(yīng)產(chǎn)物,所述分散體由包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團的熱塑性組分,和以顆粒形式分散在(分散引入到)熱塑性組分中的包含異氰酸酯的組分組成,其中在組件于60℃和90%的相對濕度(濕熱儲存)下的環(huán)境中儲存72小時,以及隨后在23℃和50%的相對濕度下儲存1天后,通過拉伸測試機在推出測試中所測定的粘結(jié)強度達(dá)到相同的組件在其制造后僅儲存在23℃和50%的相對濕度下所測定的粘結(jié)強度的至少50%、優(yōu)選地至少70%、非常優(yōu)選地至少90%;和/或組件在85℃和85%的相對濕度(濕熱儲存)下的環(huán)境中儲存72小時,以及隨后在23℃和50%的相對濕度下儲存1天后,通過拉伸測試機在推出測試中所測定的粘結(jié)強度達(dá)到相同的組件在其制造后僅儲存在23℃和50%的相對濕度下所測定的粘結(jié)強度的至少50%、優(yōu)選地至少70%、非常優(yōu)選地至少90%,
其中測量根據(jù)本說明書中所給出的實驗進行(參見實驗部分,測試方法,“測試(a)”和“測試(c)”),并且特別地基于在各自的情況下具有91.9mm2的膠粘面積的研究試樣。具有前述耐濕-熱性質(zhì)的組件特別地為通過本發(fā)明的方法可獲得的那些,和特別地根據(jù)以上和以下關(guān)于所述方法和組件本身的實施方式的那些。
本發(fā)明的組件優(yōu)選地滿足對耐沖擊性的要求,耐沖擊性是經(jīng)由落球測試來測定的;參見測試方法,測試(b)。該測試涉及記錄鋼球在限定條件(質(zhì)量5.6g;粘結(jié)面積360mm2)下落下并且碰撞粘結(jié)的組件而該組件不解體的落下高度。當(dāng)組件承受住球從至少175cm或更高、優(yōu)選地至少200cm或更高、非常優(yōu)選地至少225cm或更高的高度落下時,則認(rèn)為測試通過。
本發(fā)明進一步提供由兩個通過膠粘劑膜相互粘結(jié)的基底組成的組件,其中所述膠粘劑膜為分散體的反應(yīng)產(chǎn)物,所述分散體由包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團的熱塑性組分,和以顆粒形式分散在(分散引入到)熱塑性組分中的包含異氰酸酯的組分組成,更特別地這種組件顯示出以上所述的耐濕-熱性(在60℃/90%rh下和/或在85℃/85%rh下),和/或在落球測試中承受住鋼球(質(zhì)量5.6g)從175cm或更高處的碰撞,和/或其通過本發(fā)明的方法可獲得,其中所述組件為光學(xué)、電子和/或精密機械裝置的部件,更特別地為可攜帶的光學(xué)、電子、或精密機械裝置,或在這樣的裝置的制造中使用。
本發(fā)明的一個有利的實施方式為特別地用于光學(xué)、電子和/或精密機械裝置的組件,其由第一基底、第二基底和潛在反應(yīng)性膠粘劑膜組成,其中
·至少一個基底在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)特性,
·潛在反應(yīng)性膠粘劑膜包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層,其包括熱塑性組分和包含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分具有35℃≤t(熔化)≤90℃的熔化溫度(作為干燥膜)t(熔化),并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,并且所述包含異氰酸酯的組分以顆粒的形式、更特別地精細(xì)分布的顆粒(細(xì)顆粒)的形式分散在(分散引入到)熱塑性組分中,并且被封端、微膠囊化或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活,其中所述顆粒具有40℃≤t(開始)≤120℃的開始溫度t(開始),
·至少一個、優(yōu)選地每個以潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)的無機(親水性)基底表面和/或相應(yīng)的與該無機基底表面接觸的膠粘劑膜的表面設(shè)有底漆。
該組件滿足組件的粘結(jié)強度較少或幾乎不受濕熱氣候影響的要求。所述組件在濕/熱儲存(根據(jù)測試c)前具有至少3n/mm2的粘結(jié)強度(根據(jù)測試a)。相比于未經(jīng)熱濕儲存的組件(粘結(jié)強度=100%),粘結(jié)強度在濕/熱儲存(根據(jù)測試c)后為至少50%、優(yōu)選地至少70%、非常優(yōu)選地至少90%。此外,該組件優(yōu)選地還滿足具有至少175cm的耐沖擊性(經(jīng)由落球測定,測試b)的要求。
本發(fā)明的組件的實例示于圖1、2和3中。這些圖中的附圖標(biāo)記的含義為如下:
1基底a,更特別地?zé)o機材料
2底漆
3潛在反應(yīng)性膠粘劑膜
4基底b,特別地有機材料
5基底b,特別地?zé)o機材料
6基底a,特別地?zé)o機材料,與
7材料a(6)的無機改性的表面
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜包括熱塑性組分和包含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分具有熔化溫度t(熔化),并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,所述包含異氰酸酯的組分以顆粒形式、更特別地精細(xì)分布的顆粒(細(xì)顆粒)的形式分散在(分散摻雜到)熱塑性組分中,且被封端、微膠囊化或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活。在本文中,精細(xì)分布的顆粒意為具有d50<50μm的粒徑分布,其中所述粒徑分布優(yōu)選地為<15μm。潛在反應(yīng)性膠粘劑膜優(yōu)選地為基于所謂的1k[單組份,1-component]潛在反應(yīng)性聚氨酯,得自水性聚氨酯分散體,優(yōu)選地得自bayerag的dispercoll
所述顆粒具有開始溫度t(開始),其中t(熔化)≤t(開始)。t(熔化)在35℃和90℃之間、優(yōu)選地在40℃和60℃之間。t(開始)在40℃和120℃之間、優(yōu)選地不大于100℃、非常優(yōu)選地不大于90℃。作為下限,50℃為優(yōu)選的并且60℃為特別優(yōu)選的。潛在反應(yīng)性膠粘劑膜在室溫下是非壓敏膠粘性的,使得在發(fā)生熱引發(fā)之前確保良好的(再)定位性,并且開始形成膠粘劑的粘結(jié)強度。
特別優(yōu)選的是t(熔化)<t(開始),因為以這種方式,可可靠地避免在以布形式制造潛在反應(yīng)性膠粘劑膜期間不希望觸發(fā)的交聯(lián)反應(yīng)。
所使用的熱塑性組分優(yōu)選地包括以oh和/或nh2基團官能化的化合物。非常優(yōu)選地,熱塑性組分為至少一種半結(jié)晶聚酯聚氨酯。
在該情況下,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜優(yōu)選地包括陰離子高分子量聚氨酯分散體作為熱塑性組分,其具有35℃≤t(熔化)≤90℃、更特別地40℃≤t(熔化)≤60℃的熔化溫度(以干燥的形式)t(熔化),并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,例如以得自上述的dispercollu系列的可市售得到的產(chǎn)品的形式,例如dispercollu53、dispercollu54、dispercollu56、dispercollu8755、dispercolluxp2815、dispercollvpka8758、dispercolluxp2682、dispercollu2824xp、dispercolluxp2701、dispercolluxp2702、dispercolluxp2710和/或dispercollblxp2578(dispercollis為bayerag的注冊商標(biāo))。
此外,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜優(yōu)選地包括甲苯-二異氰酸酯化合物(tdi化合物),例如dispercollblxp2514(tdi-二聚體)和/或aqualinku(封端的tdi-二聚體的分散體),和/或異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi),例如aqualinkd(封端的ipdi-三聚體的分散體)作為包含異氰酸酯的組分,其以顆粒的形式更特別地以精細(xì)分布的顆粒的形式分散在(分散摻雜到)熱塑性組分中,并且被封端、微膠囊化或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活。二異氰酸酯例如以相應(yīng)的潛在反應(yīng)性固態(tài)異氰酸酯的水性懸浮液的形式使用。建議得自aquaspersions的aqualink。特別地可使用上述的二異氰酸酯產(chǎn)品作為交聯(lián)劑組分與作為熱塑性組分的陰離子高分子量聚氨酯分散體(例如所述dispercollu產(chǎn)品)組合??墒褂闷渌惽杷狨?,包括單體和低聚化合物以及多異氰酸酯。
此外,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜可進一步包括其它配制物組分。這些包括增稠劑、潤濕劑、消泡劑、填料(例如,導(dǎo)熱填料)、顏料(包括用于著色、白度調(diào)節(jié)和/或黑化的試劑)、催化劑、穩(wěn)定劑、老化抑制劑、光穩(wěn)定劑、和用于建立特定的膠粘性質(zhì)的另外的聚合物。特定的膠粘性質(zhì)可例如通過混合非晶聚合物(例如,聚醚氨基甲酸酯或聚丙烯酸酯)的水性分散體,和/或通過混合水性樹脂分散體(尤其是基于松香酯的那些)或液態(tài)樹脂來建立。
在本發(fā)明的組件中,使用具有至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑配制物的層的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,其具有在至少10μm和至多500μm之間、優(yōu)選地在至少20μm和至多250μm之間的厚度。
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜為雙面膠粘劑產(chǎn)品。這樣的包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層的、在最簡單的情況下以單層的形式使用(使得潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層和潛在反應(yīng)性膠粘劑膜是相同的)的產(chǎn)品被施用至可再分離的(臨時)載體材料。合適的臨時載體材料包括現(xiàn)有技術(shù)已知的并且在一側(cè)或雙側(cè)裝配有剝離層的所有剝離膜和剝離紙。硅化的紙是優(yōu)選的。紙也可在單側(cè)或雙側(cè)上涂覆有聚乙烯或聚丙烯。也可使用兩層可再分離的載體材料,使得膠粘劑膜的頂部和底部被覆蓋,即使在產(chǎn)品以未卷繞的形式存在的情況下也是如此。臨時載體材料不是粘結(jié)的組件的一部分。其在粘結(jié)基底前從潛在反應(yīng)性膠粘劑膜移除。
此外,包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜可進一步包括另外的載體材料,其甚至在粘結(jié)后也是組件的一部分(永久性載體)。為此,膜和紙同樣是合適的,而且稀松布、織造織物、和針織物也如此。這些載體材料的表面可在各自的情況下彼此獨立地經(jīng)化學(xué)地(底漆、等離子體)和/或物理地(電暈、火焰、等離子體)預(yù)處理,使得可實現(xiàn)潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層在載體材料上的特別有效的錨定。非織造布是優(yōu)選的。永久性載體的層減少了膠粘劑膜層在熔化狀態(tài)下在加壓條件下從粘結(jié)線(粘結(jié)接合)的側(cè)面被擠出的傾向(在該情況下參見de102009006935a1)。
在該優(yōu)選的情況下,將由單獨的纖維制成的片材狀結(jié)構(gòu)用作載體非織造布。在此,可使用根據(jù)dinen29092標(biāo)準(zhǔn)定義的非織造布。非織造布由松散地集結(jié)在一起的纖維組成,其尚未彼此連接。強度產(chǎn)生自纖維中固有的粘附力。還區(qū)分經(jīng)加強的非織造布和未經(jīng)加強的非織造布。纖維隨機分布。非織造布可根據(jù)纖維材料來區(qū)分??墒褂玫睦w維材料為礦物纖維,例如玻璃、礦物棉或玄武巖;動物纖維,例如蠶絲或羊毛;植物纖維,例如棉花、纖維素;人造纖維,例如聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚芳酰胺或聚酯或以上所述物質(zhì)的混合物。纖維可通過針刺或水噴射被機械地強化,通過添加粘結(jié)劑被化學(xué)地強化,或通過在合適的氣流中、在加熱輥之間或在蒸汽流中以熱的方式被強化。
在本發(fā)明的一個非常優(yōu)選的實施方式中,使用基于纖維素的非織造布。非織造布的單位面積重量優(yōu)選地在4和100g/m2之間、更優(yōu)選地在10和70g/m2之間。這樣的非織造布可商購自例如glatfelter。這些非織造布的厚度優(yōu)選地在20和100μm之間、最優(yōu)選地在30和60μm之間。
具有永久性載體的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜可在頂面和底面上具有在厚度上不同的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層和/或優(yōu)選地在類型上不同的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層。若使用不同的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層,則特別地兩個層均滿足以上所述的關(guān)于潛在反應(yīng)性膠粘劑配制物的要求。
包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜也可以二層或多層的形式以及無永久性載體的形式使用。優(yōu)選地,最頂層為(和非常優(yōu)選地最底層也是)潛在反應(yīng)性膠粘劑配制物的層,其中它們在厚度和/或類型上不同。若使用不同的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層,則特別地兩個層均滿足以上所述的關(guān)于潛在反應(yīng)性膠粘劑配制物的要求。
在具有或不具有永久性載體的多層潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的情況下,原則上可能的實施方式包括在頂面上具有潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,和在底面上具有其它的膠粘劑的層(例如壓敏膠粘劑或熱熔膠粘劑)的那些。
多層的包含永久性載體的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜可具有50μm至1000μm、優(yōu)選地75μm至300μm的厚度。
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜可為幅面的形式被包裝成成卷的產(chǎn)品、片材產(chǎn)品或模切件,并且可以該方式用于構(gòu)造組件。潛在反應(yīng)性膠粘劑膜優(yōu)選地在室溫下是非粘性的,因為以該形式的材料即使在沒有臨時載體的情況下也可被非常有利地包裝(例如,通過模切),并且提供用于進一步加工過程。然而,粘性的實施方式也是可想到的并且是有利的。
待粘結(jié)的基底
在本發(fā)明的組件中,通過如上所定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜特別地使兩個基底(基底a和基底b)彼此粘結(jié)。本發(fā)明特別適于以下情景:至少基底a,也可能基底b,在設(shè)有潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面上具有無機(親水性)特性,且更特別地設(shè)有底漆。
在本發(fā)明的方法中,特別地通過如本說明書中詳細(xì)說明的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜使兩個基底(基底a和基底b)粘結(jié)。
至少基底a以及也可能基底b在設(shè)有潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面上具有無機(親水性)特性,并且在表面設(shè)置潛在反應(yīng)性膜之前設(shè)有底漆。在通過施用底漆預(yù)處理待粘結(jié)的基底的情況下,以活性物質(zhì)的盡可能高的效率有針對性地對目標(biāo)表面進行改性。替代地或另外地,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的一個或兩個表面也可設(shè)有底漆。
基底a
對于電子和移動裝置中的窗和顯示應(yīng)用,越來越多地使用玻璃作為基底a。它們可由例如礦物玻璃、石英玻璃或藍(lán)寶石玻璃制成。通過各種改性,可有針對性地影響玻璃的光學(xué)以及物理性質(zhì)。出于裝飾原因,可使用例如煙熏玻璃或著色玻璃。通過表面涂層或清漆(其可例如通過噴涂或經(jīng)由氣相沉積法施用),同樣可有針對性地影響視覺外觀。此外,常見的為抗反射層、耐劃痕涂層和其它功能性表面涂層。玻璃以其最簡單的形式作為平坦的玻璃存在,但也可被鑄造成三維的窗或部件。
另外,用于基底a的待粘結(jié)材料可為金屬的或具有金屬表面。這樣的金屬部件通常可由所有常見的金屬和金屬合金制成。優(yōu)選的是使用金屬例如鋁、不銹鋼、鋼、鎂、鋅、鎳、黃銅、銅、鈦、含鐵金屬和奧氏體合金。各種添加劑和合金也是常見的。部件也可以多層形式由不同金屬構(gòu)成。出于光學(xué)原因和為了改善表面性質(zhì)和表面品質(zhì),經(jīng)常對金屬部件進行表面改性。因此,例如,經(jīng)常使用拉絲鋁和拉絲不銹鋼部件。金屬化不但包括鉻化,而且還包括用涂層例如金或銀來鈍化。金屬部件可具有各種形狀和尺寸,并且可為平坦或三維的形式。此外,功能也可為大不相同,并且從在裝飾性元件到強化載體、框架部件、覆蓋物等。
對于鋁和鎂而言,陽極化(陽極氧化)是常見的,并且經(jīng)常與著色過程結(jié)合。在該情況下,待粘結(jié)的表面具有陶瓷特性。
此外,用于基底a的材料可以不是無機的、并且因此為有機的材料例如塑料,其在待粘結(jié)的表面上或在待用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)的表面上被無機(親水性地)改性。如果基底a的材料為塑料,則用于消費電子組件或其它移動裝置的塑料部件優(yōu)選地基于可通過注塑加工的塑料。因此,該群組包括例如abs、pc、abs/pc共混物、pmma、聚酰胺、玻璃纖維增強的聚酰胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙酸纖維素、環(huán)烯烴共聚物、液晶聚合物(lcp)、聚乳酸、聚醚酮、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酰基甲基酰亞胺、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚丙烯酸酯或聚丙烯酸甲酯、聚甲醛、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯或聚酯(例如pbt、pet)。所述列表不具有完整性。非常優(yōu)選地,所使用的塑料為聚碳酸酯、聚酰胺、pmma、或abs。在這些情況下,表面改性包括具有無機(親水性的)材料的涂層,例如金屬或陶瓷(尤其是通過溶膠/凝膠方法產(chǎn)生層或氧化物)。常見的這種表面改性為通過物理氣相沉積(pvd)或化學(xué)氣相沉積(cvd)施用的表面涂層。
基底b
基底b可應(yīng)用如對于基底a所述的相同定義。然而,基底b的待用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)的表面也可不具有無機(親水性)特性,因此可為有機性質(zhì)的,例如由塑料制成。若基底b的材料為塑料,則用于消費電子組件或其它移動裝置的塑料部件優(yōu)選地基于可通過注塑成型加工的塑料。因此,該群組包括例如abs、pc、abs/pc共混物、pmma、聚酰胺、玻璃纖維增強的聚酰胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙酸纖維素、環(huán)烯烴共聚物、液晶聚合物(lcp)、聚乳酸、聚醚酮、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酰基甲基酰亞胺、聚甲基戊烯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚丙烯酸酯或聚丙烯酸甲酯、聚甲醛、丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、或聚酯(例如pbt、pet)。所述列表不具有完整性。部件可采用制造用于消費電子產(chǎn)品的組件或外殼所需的任何期望形式。其最簡單的形式為平面的。然而,此外,三維的部件也是常見的。部件可具有各種功能,例如外殼、觀察窗或加強元件。非常優(yōu)選地,所使用的塑料為聚碳酸酯、聚酰胺、pmma、或abs。
用于基底b的部件,更特別地塑料部件可被上漆或以其它方式被涂布。用于塑料的表面功能化/改性的漆(表面涂層材料)為例如抗反射涂層、抗指紋涂層、抗劃痕涂層、或裝飾性印刷(稱作backprints)。此外,部件、尤其是塑料部件也可設(shè)有(無機)層,例如導(dǎo)電層。此處,導(dǎo)電層特別地為氧化銦錫。這些漆和層部分地是熱敏感的,并且因此已需要使用可在低溫下加工的膠粘劑產(chǎn)品。
由玻璃、金屬、陶瓷或塑料組成、具有無機(親水性)表面的部件可采用制造用于消費電子產(chǎn)品的組件或外殼所需的任何期望形式。其最簡單的形式為平面的。然而,此外,三維的部件也完全是慣用的。部件可具有各種各樣的功能,例如外殼、觀察窗或加強元件。
底漆
為本發(fā)明的目的,使用底漆,其導(dǎo)致在濕/熱條件下組件強度的顯著穩(wěn)定化。本發(fā)明的組件特別是具有至少一個基底,該基底在其設(shè)有(如本說明書中所述的)潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面上具有無機(親水性)表面。該表面和/或膠粘劑膜的與該表面進行接觸或待與該表面接觸的表面設(shè)有底漆。在本發(fā)明的用根據(jù)本發(fā)明的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)兩個基底(其中所述基底的至少一個在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)表面)的方法中,在用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)前,至少一個待粘結(jié)的無機(親水性)表面和/或與該無機(親水性)表面接觸或待與該無機(親水性)表面接觸的膠粘劑膜表面設(shè)有底漆并且任選地被干燥。所述底漆非常優(yōu)選地包括至少一種硅烷。
在進一步優(yōu)選的實施方式中,在基底彼此粘結(jié)之前,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的至少一個表面設(shè)有底漆并且任選地被干燥。
出于本發(fā)明的目的,非常優(yōu)選的基于硅烷的底漆可區(qū)分為兩種硅烷:首先,一種硅烷除了能夠與無機(親水性的)基底表面反應(yīng)的官能團之外僅攜帶化學(xué)惰性的有機基團(部分)(參見結(jié)構(gòu)i);其次,另一種硅烷除了能夠與無機(親水性的)基底表面反應(yīng)的官能團之外包括至少一個攜帶至少一個基團x的有機基團(部分),所述基團x能夠進入到具有至少一個官能團的化合物中,所述化合物存在于根據(jù)以上定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的配制物中(參見結(jié)構(gòu)ii)。底漆優(yōu)選地包括至少一種結(jié)構(gòu)ii的硅烷。在結(jié)構(gòu)i的硅烷中,取代基a、b和d中的至少一個為可水解的基團,換而言之,例如氯原子或特別地烷氧基。取代基b、c和d中的至少一個為由線性、支化或環(huán)狀烴組成的有機基團,其也可為芳族并且為低分子量、低聚物或聚合物性質(zhì)。若取代基a、b和d中存在超過一個可水解的基團,則它們可在化學(xué)性質(zhì)上相同或不同,其中全部的取代基都符合以上對可水解的基團的定義。若取代基b、c和d中存在超過一個有機基團,則它們也可在化學(xué)性質(zhì)上相同或不同,其中全部的取代基都符合以上對有機基團的定義。
在結(jié)構(gòu)ii的硅烷中,取代基a、e和f中的至少一個為可水解的基團,換而言之,例如氯原子或特別地烷氧基。取代基e、f和g中的至少一個為由線性、支化或環(huán)狀烴組成的有機基團,其也可為芳族并且為低分子量、低聚物或聚合物性質(zhì),并且其另外包含至少一個基團x,所述基團x能夠進入具有至少一個官能團的化合物中,所述化合物存在于根據(jù)以上定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的配制物中。若取代基a、e、和f中存在超過一個可水解的基團,則它們可在化學(xué)性質(zhì)上相同或不同。若在取代基e、f和g中存在超過一個有機基團,則它們同樣在化學(xué)性質(zhì)上可相同或不同,其中全部的取代基都符合以上對有機基團的定義。
根據(jù)本發(fā)明可使用的結(jié)構(gòu)i的硅烷的有利的實施方式,其中僅使用a作為可水解的基團,并且b、c、和d為有機基團,其中b和d在化學(xué)性質(zhì)上相同,以及c在化學(xué)性質(zhì)上不同。根據(jù)本發(fā)明可使用的結(jié)構(gòu)i的硅烷的另外的有利的實施方案,其中使用a和b作為相同化學(xué)性質(zhì)的可水解的基團,并且c和d為化學(xué)性質(zhì)相同的有機基團。根據(jù)本發(fā)明可使用的結(jié)構(gòu)i的硅烷的另外的有利的實施方式,其中使用a、b、和d作為相同化學(xué)性質(zhì)的可水解的基團,以及c為有機基團。
根據(jù)本發(fā)明可使用的結(jié)構(gòu)ii的硅烷的有利的實施方式,其中僅使用a作為可水解的基團,并且e、f、和g為有機基團,其中e和f在化學(xué)性質(zhì)上相同,以及g在化學(xué)性質(zhì)上不同。g包含至少一個基團x,所述基團x能夠進入具有至少一個官能團的化合物中,所述化合物存在于根據(jù)以上定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的配制物中。根據(jù)本發(fā)明可使用的結(jié)構(gòu)ii的硅烷的另外的有利的實施方案,其中使用a、e、和f作為相同化學(xué)性質(zhì)的可水解的基團,并且g為有機基團,其包含至少一個基團x,所述基團x能夠進入具有至少一個官能團的化合物中,所述化合物存在于根據(jù)以上定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的配制物中。
可有利地用于硅烷i和硅烷ii中的可水解的基團a、b、d、e、和f為鹵原子(尤其是氯)和/或非常優(yōu)選地僅為烷氧基基團,例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基。另外,可使用乙酰氧基。也可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于本發(fā)明目的的可水解的基團的其它實例。
可用于硅烷i和硅烷ii中的有機基團b、c、d、e和f包括但不限于,例如,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、和叔丁基、戊基及其支化異構(gòu)體、己基及其支化異構(gòu)體、庚基及其支化異構(gòu)體、辛基及其支化異構(gòu)體、壬基及其支化異構(gòu)體、癸基及其支化異構(gòu)體、十一烷基及其支化異構(gòu)體、十二烷基及其支化異構(gòu)體、十四烷基及其支化異構(gòu)體、十六烷基及其支化異構(gòu)體、十八烷基及其支化異構(gòu)體、和二十烷基及其支化異構(gòu)體。此外,本發(fā)明的有機基團可包含環(huán)狀和/或芳族成分。代表性結(jié)構(gòu)為環(huán)己基、苯基、和芐基。如果使用包含至少一個可水解的甲硅烷基的低聚物或聚合物作為至少一個有機基團,也是符合本發(fā)明的。
包含至少一個基團x(其能夠進入具有至少一個官能團的化合物中,所述化合物存在于根據(jù)以上定義的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的配制物中)的有機基團e、f、和g包括例如列于以下清單中的化合物(該清單不具有完整性):甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基及其支化異構(gòu)體、己基及其支化異構(gòu)體、庚基及其支化異構(gòu)體、辛基及其支化異構(gòu)體、壬基及其支化異構(gòu)體、癸基及其支化異構(gòu)體、十一烷基及其支化異構(gòu)體、十二烷基及其支化異構(gòu)體、十四烷基及其支化異構(gòu)體、十六烷基及其支化異構(gòu)體、十八烷基及其支化異構(gòu)體、和二十烷基及其支化異構(gòu)體。此外,本發(fā)明的有機基團可包含環(huán)狀和/或脂族成分。代表性的結(jié)構(gòu)為環(huán)己基、苯基、和芐基。如果使用包含至少一個可水解的甲硅烷基的低聚物或聚合物作為至少一個有機基團,也是符合本發(fā)明的。如果基團e、f和g中的一個或多個使用以上清單的基團,則其另外地被包含至少一個基團x的化學(xué)成分改性。
出于本發(fā)明的目的,具有結(jié)構(gòu)i的硅烷的優(yōu)選的可使用的實例為:甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、異辛基三甲氧基硅烷、異辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷、二環(huán)戊基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷,乙烯基二甲氧基甲基硅烷、和乙烯基三乙酰氧基硅烷。
根據(jù)本發(fā)明可使用的甲硅烷基官能化的低聚物或聚合物的實例為與三甲氧基硅烷相鏈接的聚乙二醇。
出于本發(fā)明的目的,攜帶至少一個官能化基團的結(jié)構(gòu)ii的硅烷的特別優(yōu)選地可使用的代表為例如n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基甲基硅烷、n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、(n-丁基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(n-乙基氨基)-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基-3,3-二甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3,3-二甲基丁基二甲氧基甲基硅烷、(n-環(huán)己基)氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、(n-環(huán)己基)氨基甲基三甲氧基硅烷、(n-苯基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、(n-苯基)氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、(n-芐基-2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、[2-(n-芐基-n-乙烯基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷氯化氫、[2-(n-芐基-n-乙烯基氨基)乙基]-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、雙-(3-丙基三乙氧基甲硅烷基)-胺、3-三乙氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)-乙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基二乙氧基甲基硅烷、3-異氰酸基丙基三甲氧基硅烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基硅烷、異氰酸基甲基三甲氧基硅烷、異氰酸基甲基二甲氧基甲基硅烷、三-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]異氰脲酸酯、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基二甲氧基甲基硅烷、雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫烷、雙-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷、雙-(三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫烷、氯化十八烷基氨基二甲基三甲氧基甲硅烷基丙基銨。
底漆的其它成分包括成膜劑例如聚合物,流變添加劑、穩(wěn)定劑、催化劑和/或用于建立所需的ph的其它試劑。底漆優(yōu)選地以溶液或分散體的形式存在于有機溶劑和/或水中。優(yōu)選烷基醇和水的混合物。
用于制備本發(fā)明的組件的方法
本發(fā)明的方法已經(jīng)如上所示。
在本發(fā)明的方法的一個有利的實施方式中,兩個基底用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié),其中
·至少一個基底在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)特性,
·在每個待用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)的無機(親水性的)基底表面上設(shè)置有底漆,
·任選地,干燥所述底漆,
·潛在反應(yīng)性膠粘劑膜包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層,所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層包括熱塑性組分和含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分具有35℃≤t(熔化)≤90℃的熔化溫度(作為干燥膜)t(熔化)并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,其中所述含異氰酸酯的組分以顆粒的形式、更特別地精細(xì)分布的顆粒的形式分散引入到所述熱塑性組分中,并且其被封端、微膠囊化、或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活,其中所述顆粒具有40℃≤t(開始)≤120℃的開始溫度t(開始),
·潛在反應(yīng)性膠粘劑膜要么首先被施用至兩個基底之一,并且隨后與另一個基底接觸,要么同時與兩個基底接觸,
在粘結(jié)反應(yīng)發(fā)生前加熱到至少等于開始溫度的溫度。
本發(fā)明的另外的方面涉及用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)兩個基底的方法,其中
·至少一個基底在待粘結(jié)側(cè)具有無機(親水性)特性,
·潛在反應(yīng)性膠粘劑膜包括至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層,所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層包括熱塑性組分和含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組分具有35℃≤t(熔化)≤90℃的熔化溫度(作為干燥膜)t(熔化)并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,其中所述含異氰酸酯的組分以顆粒的形式、更特別地精細(xì)分布的顆粒的形式分散引入到所述熱塑性組分中,并且其被封端、微膠囊化、或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活,其中所述顆粒具有40℃≤t(開始)≤120℃的開始溫度t(開始),
·在潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的至少待與基底以具有無機(親水性)特性的表面進行接觸的那一側(cè)上、或在潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的兩側(cè)上設(shè)置底漆,
·任選地,干燥所述底漆,
·和設(shè)有底漆的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜要么首先被施用至兩個基底之一,并且隨后與另一個基底接觸,要么同時與兩個基底接觸,
在粘結(jié)反應(yīng)發(fā)生前加熱到至少等于開始溫度的溫度。
得到的組件,特別地用于光學(xué)、電子和/或精密機械裝置在濕/熱儲存(根據(jù)測試c)前具有至少3n/mm2的粘結(jié)強度(根據(jù)測試a)。相比于未經(jīng)濕熱儲存(粘結(jié)強度=100%)的參考組件,得到的組件的粘結(jié)強度在濕/熱儲存(根據(jù)測試c)后為至少50%、優(yōu)選地至少70%、非常優(yōu)選地至少90%。此外,得到的組件優(yōu)選地還滿足對具有至少175cm的耐沖擊性(經(jīng)由落球測定,測試b)的要求。
作為用于移動裝置的組件的制造的實例,在此給出在消費電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。在該示例性制造方法中,先于在待粘結(jié)的表面上具有無機(親水性)特性的各個基底上設(shè)置底漆。手動(例如,通過刷或噴涂)或機械地(例如,通過涂覆或印刷)施用底漆。只要底漆包含溶劑和/或水,則在施用之后進行干燥。干燥后,底漆的厚度為優(yōu)選地小于10μm、優(yōu)選地小于5μm、非常優(yōu)選地小于2μm、或甚至小于1μm。
如果在潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的表面上設(shè)置底漆,則手動(例如,通過刷或噴涂)或機械地(例如,通過涂覆或印刷)施用底漆。在此,施用可在部分面積或全部面積上進行。只要底漆包含溶劑和/或水,則在施用之后進行干燥。干燥后,底漆的厚度為優(yōu)選地小于10μm、優(yōu)選地小于5μm、非常優(yōu)選地小于2μm、或甚至小于1μm。
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜通常由成卷的產(chǎn)品加工成模切件,并且以模切件形式提供用于組件的制造。模切件通過激光切割法、平面床模切或旋轉(zhuǎn)模切來制造。模切件通常具有第一部件的尺寸,但也可略微小,以允許在粘結(jié)操作期間易于擠出。
在最簡單的情況下,手動地(例如借助于鑷子)將沒有臨時載體的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的模切件定位在第一部件上、或在待組裝的部件之間。
在另一實施方式中,潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的模切件,在定位于第一部件上之后經(jīng)熱源處理,由此提高模切件對第一部件的粘附力。在最簡單的情況下,使用的熱源可為ir發(fā)射器、熨斗、或加熱板。如果模切件進一步裝配有臨時載體以防止膠粘劑膜粘結(jié)在工具或熱源上,則對于該操作是有利的。
在另外的有利的實施方式中,將第一部件放置于潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的模切件上。放置在開口側(cè)進行。在相反側(cè)上依然存在臨時載體材料。之后,通過熱源將熱經(jīng)過第一部件引入潛在反應(yīng)性膠粘劑膜中。這使得膠粘劑膜是發(fā)粘的,即膠粘的,并且其比臨時載體更強地粘結(jié)在第一部件上。通過第一部件加熱。
在一個優(yōu)選的實施方式中,使用熱壓機引入熱。在該情況下,熱壓機的模頭由例如鋁、黃銅或青銅制造,并且其形狀通常與部件的輪廓和/或模切件的尺寸相匹配。為了確保模切件準(zhǔn)確定位在第一部件上,通常使用與待膠粘的部件的輪廓相匹配的成型部件,由此防止偏差。成型部件中的定位銷與相應(yīng)的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的臨時載體材料中的定位孔容許在模切件和第一部件之間確保精確的定位。也可考慮其它定位可能性。在熱活化之后,將層壓有膠粘劑膜的第一部件從成型部件移除。整個操作也可轉(zhuǎn)換成自動化過程。
因此,制造本發(fā)明的組件的方法也涉及包括下列步驟的子操作:
a)將第一部件固定在成型部件上;
b)將具有具有至少一個潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層的雙面潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的待粘結(jié)的第二部件放置在其上,所述潛在反應(yīng)性膠粘劑膜層包含熱塑性組分和含異氰酸酯的組分,所述熱塑性組件具有35℃≤t(熔化)≤90℃的熔化溫度t(熔化),并且包含可與異氰酸酯反應(yīng)的官能團,其中所述含異氰酸酯的組分以顆粒的形式、更特別地精細(xì)分布的顆粒的形式分散引入到所述熱塑性組分中,并且被封端、微膠囊化或在顆粒表面的區(qū)域中基本失活,其中所述顆粒具有40℃≤t(開始)≤120℃的開始溫度t(開始),并且其中t(開始)≥t(熔化);
c)施加壓力和溫度,特別地通過加熱壓機模頭;
d)從成型部件移除待粘結(jié)的組件,
其中在步驟c)和步驟d)之間還可選擇性地進行冷卻,并且其中在步驟b)之前,在待粘結(jié)的組件的一個或全部表面(在相關(guān)表面上具有無機(親水性)特性)和/或潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的一個或兩個表面上設(shè)置底漆,更特別地使得至少在所有接觸區(qū)域上設(shè)置底漆,其中形成所述接觸區(qū)域之一的表面具有無機(親水性)特性。
在步驟c)中,施加壓力和溫度。這通過加熱模頭來進行,所述模頭由具有良好的導(dǎo)熱性的材料制成。有利的材料的實例為銅、黃銅、青銅或鋁。然而,也可使用其它金屬或合金。此外,熱壓機模頭優(yōu)選地應(yīng)采取一個部件的頂面的形狀。繼而,該形狀可以是二維或三維性質(zhì)。壓力有利地經(jīng)由氣壓缸來施加。然而,并不一定經(jīng)由空氣壓力來施加。例如液壓施壓裝置或電機制動器例如經(jīng)由錠子也是可能的。此外,可為有利的是,多次引入壓力和溫度,以例如通過串聯(lián)或旋轉(zhuǎn)原理提升操作輸出。在該情況下,熱壓機模頭不必全都以相同的溫度和/或相同的壓力來操作。此外,模頭的接觸時間也可變化。優(yōu)選的接觸時間為至多600秒、非常優(yōu)選地小于300秒、更優(yōu)選地小于150秒。擠壓壓力為優(yōu)選地小于6巴、非常優(yōu)選地小于4巴。加熱模頭溫度為優(yōu)選地小于150℃、常優(yōu)選地小于125℃、更優(yōu)選地小于100℃。
本發(fā)明的組件滿足以下列表的要求(i)和(iii),優(yōu)選地要求(i)、(ii)、和(iii):
(i)在濕/熱儲存(測試a)前的推出強度≥3n/mm2、優(yōu)選地≥4n/mm2、非常優(yōu)選地≥5n/mm2
(ii)相比于未經(jīng)濕/熱處理的參考(=100%),濕/熱儲存后的推出強度(測試c):≥50%、優(yōu)選地≥70%、非常優(yōu)選地≥90%
(iii)耐沖擊性,落球(測試b)≥175cm、優(yōu)選地≥200cm、非常優(yōu)選地≥225cm。
測試方法
測試(a)推出:
推出測試提供關(guān)于雙面膠粘劑產(chǎn)品在垂直于膠粘劑層的方向上的粘結(jié)強度的信息。為此,將具有待研究的膠粘劑膜的直徑21mm的圓形基底s1粘結(jié)到框架(基底s2)上,其中所述膠粘劑膜被模切或修剪為圓形而同樣具有21mm的直徑??蚣?基底s2)具有直徑9mm的圓形孔,其與基底s1基本是同心的??蚣?基底s2)的格式(形式,形狀)超過基底s1的格式,使得組件可通過框架(基底s2)的突出區(qū)域被放置在供給臺上。
通過在拉伸測試機中夾緊的圓柱形沖頭(直徑7mm),透過沖頭的恒定的(持續(xù)的)向前運動,穿過基底s2中的孔對基底s1垂直地施加壓力,并且由此對組件中的粘結(jié)接頭施加力。沖頭的測試速度為10mm/s。記錄基底s1從框架(基底s2)分離時的力。所述力與沖頭表面積有關(guān),從而產(chǎn)生的推出強度以單位n/mm2計。當(dāng)推出強度大于3n/mm2時,組件通過測量。測試條件為23℃和50%的相對濕度。
測試(b)落球:
該測試提供關(guān)于用潛在反應(yīng)性膠粘劑膜粘結(jié)的測試試樣的耐沖擊性或抗沖擊性的信息,其歸因于膠粘劑膜的吸震能力。
從待研究的潛在反應(yīng)性膠粘劑膜切出方形框狀樣品(外部尺寸33mm×33mm;邊界寬度3.0mm;內(nèi)部尺寸(窗格)27mm×27mm)。將該樣品粘結(jié)至由陽極氧化鋁制成的框架(外部尺寸50mm×50mm;邊界寬度12.5mm;內(nèi)部尺寸(窗格)25mm×25mm;厚度3mm;本發(fā)明的基底a)。在潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的另一側(cè)上,粘結(jié)35mm×35mm的pc窗(本發(fā)明的基底b)。陽極氧化鋁框架、潛在反應(yīng)性膠粘劑膜框架和pc窗的粘結(jié)以幾何中心和對角線都彼此重疊(角對角)的方式進行。粘結(jié)面積為360mm2。粘結(jié)以3巴且在100℃下受壓60秒,并且在23℃/50%的相對濕度的條件下儲存24小時。
在儲存之后立刻將由陽極氧化鋁框架、潛在反應(yīng)性膠粘劑膜和pc片材組成的粘結(jié)組件以陽極氧化鋁框架的突出邊緣放置在框架結(jié)構(gòu)(樣品架)上,使得組件水平對齊,并且pc片材自由地向下垂掛。垂直于如此布置的樣品,從至多250cm的高度處(穿過陽極氧化鋁框架的窗)使鋼球(直徑15mm,質(zhì)量5.6g)對準(zhǔn)pc片材的中心落下(測量條件23℃,50%的相對濕度)。對每個樣品進行三次測試,除非pc片材已預(yù)先分離。記錄還未使粘結(jié)組件解體的落下高度。落下高度越大,耐沖擊性越高。
測試(c)在濕/熱儲存后推出:
根據(jù)測試a的標(biāo)準(zhǔn)進行推出測試(c)。然而,將待測量的組件在測量前儲存在調(diào)節(jié)箱中72小時,在測試方法的第一變型中在60℃和90%的相對濕度下儲存,以及在測試方法的第二變型中在85℃和85%的相對濕度下儲存。在儲存后且在測量前,將組件在23℃和50%的相對濕度下再調(diào)節(jié)1天。將已經(jīng)過濕/熱儲存的組件的推出值與相同的組件(其在制造之后,未經(jīng)受濕-熱影響,而是僅儲存在23℃和50%的相對濕度下,并且根據(jù)測試a測量)的推出值相比。
然后,以相對于參考值的百分比來表示粘結(jié)強度相對于濕-熱條件的耐受性。本發(fā)明的組件具有至少50%、優(yōu)選地至少70%、非常優(yōu)選地至少90%的耐受性。
實驗
潛在反應(yīng)性膠粘劑膜的制造:由100份的dispercolluxp2702、13份的dispercollblxp2514和1.5份的borchigel0625(各自參見上文)制造潛在反應(yīng)性膠粘劑膜。在燒杯中用錨式攪拌器以601/分鐘在室溫下將配制物組分作為水性分散體混合15分鐘。通過添加軟化水將固含量調(diào)節(jié)至46重量%。
使用實驗室涂布機用刮刀在雙面涂覆有聚乙烯并且硅化的紙上制造涂層。將得到的布片試樣先暴露在室溫下30分鐘,并且之后在通風(fēng)干燥箱中在45℃下干燥20分鐘。試樣具有厚度為100μm的層。將這些試樣的片段用作潛在反應(yīng)性膠粘劑膜,以制造用于進一步測量的組件。在測量前,將試樣儲存在23℃和50%的相對濕度下。
研究了兩種組件。在組件1中,基底s1為聚碳酸酯(macrolon099;對應(yīng)于本發(fā)明中的基底b)和基底s2為陽極氧化鋁(e6ev1;對應(yīng)于本發(fā)明中的基底a)。
在組件2中,基底s1為玻璃(浮法玻璃;對應(yīng)于本發(fā)明中的基底a)和基底s2為聚酰胺(聚酰胺6,20%玻璃纖維;對應(yīng)于本發(fā)明中的基底b)。
底漆的施用:用刷子將底漆溶液均勻地施用在基底a(組件1中的陽極氧化鋁;組件2中的玻璃)的相應(yīng)的表面上。然后,將經(jīng)處理的基底在通風(fēng)干燥箱中在25℃下儲存10分鐘,以干燥表面并且使底漆起作用。
使用了兩種底漆變型。底漆p1由在49.5g的異丙醇和50g的水的混合物中的0.5g的(3-縮水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷(sigmaaldrich)、結(jié)構(gòu)ii的硅烷組成。底漆p2由在48g的乙醇和50g的乙酸乙酯的混合物中的1g的(3-氨基丙基)-三乙氧基硅烷(sigmaaldrich)、結(jié)構(gòu)ii的硅烷、和1g的辛基三乙氧基硅烷(sigmaaldrich)、結(jié)構(gòu)i的硅烷組成。
制備用于測試a和測試c的樣品:使用沖壓機由一層膠粘劑膜制造具有21mm的直徑的圓形膠帶模切件。在各自的情況下將這些模切件中的一個放在基底s1(組件1:聚碳酸酯;組件2:玻璃)和基底s2(組件1:陽極氧化鋁;組件2:聚酰胺)之間,并且在實驗室熱壓機中在100℃的模頭溫度和3巴下經(jīng)受加壓60秒,以制造相應(yīng)的組件。
制備用于測試b的樣品:使用沖壓機由一層膠粘劑膜模切出方形框狀的樣品(參見測試b的幾何結(jié)構(gòu))。在各自的情況下將一個模切件放在基底s1(組件1:聚碳酸酯)和基底s2(組件1:陽極氧化鋁)之間,并且在實驗室熱壓機中在100℃的模頭溫度和3巴下經(jīng)受加壓60秒,以制造相應(yīng)的組件。
結(jié)果
結(jié)果顯示,所有的測試組件的粘結(jié)強度均處于高的水平(>3n/mm2或甚至>5n/mm2)。在作為待粘結(jié)的基底之一的玻璃的情況下,粘結(jié)強度受玻璃基底的斷裂強度的限制。除非使用底漆,否則在濕熱條件下儲存導(dǎo)致粘結(jié)強度降低。與此相對地,當(dāng)使用底漆時,粘結(jié)強度的降低減少。超過100%的值可歸因于在濕/熱條件下儲存期間的熱的影響,這種熱暴露有利于粘結(jié)。
對于具有聚碳酸酯的測試組件,另外研究了耐沖擊性。其在所有情況下都很出色。由于玻璃具有破碎的傾向,因此在這些情況下未進行測試b。