CN102105550B - 高性能粘合剂和它们的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含有苯并

Description

高性能粘合剂和它们的使用方法

技术领域

本发明涉及含有苯并嗪的粘合剂，其可用于高温应用，包括用于粘合交通工具部件，例如制动器组件。

背景技术

高性能粘合剂是在机动车领域以及在其它领域中有用的材料。例如，要求粘合剂在高温环境中可以耐受高剪切。在其它应用中，在其它机械应力下，例如振动应力下，在高温下保持粘接的粘合剂是理想的。特别地，交通工具制动部件，例如垫片和制动块，必须耐受这些苛刻的条件。

酚醛(phenolic)基树脂已经是用于制动工业中的粘合剂应用的工业标准超过五十年，因为它们具有低的成本和良好的机械和热耐受性能。但尽管它们长期使用，但是这些酚醛基树脂具有若干缺点。最显著的是当这些树脂固化时，它们释放挥发性副产物，该副产物如果不被有效管理或消除，会导致在所述粘合剂层中形成“气泡”和“空隙”，其降低所形成的粘接头的强度。在固化阶段过程中施加压力是促进去除所述挥发性副产物的一个方法；然而，酚醛基粘合剂的强度对所施加的压力的变化是敏感的。典型地，必须就所施加压力的量进行试验以获得优选的固化压力。在单阶段固化应用中，初始粘接头的强度将受影响，导致例如剪切强度下降。在双阶段固化应用中，尽管第一阶段的粘接可能是可接受的，但第二阶段的粘接可能导致粘合强度损失，而不是增加。

另外，酚醛树脂，特别是甲阶酚醛树脂，要求经冷冻的贮存条件以延迟所述树脂的过早固化。另外，通常在溶剂载剂中施加酚醛树脂以便于所述树脂的施加。随后必须去除所述溶剂，导致挥发性有机化合物(“VOC”)的释放，这在环境上是不希望的。另外，去除溶剂有时可能导致在所述粘合剂中形成溶剂蒸气袋，导致较弱的粘接。

与酚醛基树脂一起使用溶剂的另一个缺点是在所述溶剂去除过程中，所述酚醛基树脂开始固化并变得较不柔韧。结果，施加所述酚醛基粘合剂更加困难。为了弥补这种降低的可加工性，经常将弹性体添加到基于溶剂的酚醛树脂体系中。弹性体的添加有利于在去除溶剂后所述酚醛基树脂的施加。但尽管所述弹性体有助于所述酚醛基树脂的施加，但它们却损害了在高温下所述粘合剂粘接头的剪切强度。

弹性体改性的酚醛基粘合剂也用于其中需要减振的应用。现有技术已经发现，包括弹性体材料的树脂不仅具有粘合剂性能，而且具有理想的减振性能。但尽管所述弹性体有助于理想的减振，如上所述那样，但含有弹性体材料的酚醛基树脂却经受在高温下粘接头强度方面的降低。

因此，存在对于如下粘合剂的需求，其适合用于交通工具制动部件，该粘合剂赋予高剪切强度，而不会在固化过程中释放挥发性材料，并且该粘合剂即使在添加弹性体材料的情况下，在高温下仍保持粘接头强度。

发明内容

发明概述

本发明涉及含有苯并

嗪的粘合剂以及它们在高温条件下需要高剪切强度的应用中的用途。本发明还涉及含有苯并

嗪的粘合剂以及它们在减振应用中的用途。特别地，本发明涉及包含如下材料的交通工具部件，所述材料使用含有苯并

嗪的粘合剂粘合于基材上。本发明还描述了将材料粘合于基材上的方法。

发明详述

本发明涉及包括至少一种含有苯并

嗪的化合物的粘合剂，并且特别地，涉及这些粘合剂在交通工具部件中的用途，所述交通工具部件经历高温以及高剪切或其它机械应力。粘合剂粘接的交通工具制动部件，例如垫片和制动块，是示例性的可以与本发明的粘合剂一起使用的交通工具部件。本发明还可应用于交通工具传动部件。

对于本说明书的目的，苯并

嗪化合物是含有至少一种如下结构的

化合物：

其中R¹和R²可以是任何有机结构部分，包括另外的苯并

嗪结构。

这些粘合剂不需要特殊化的贮存条件，并且可以在不需要溶剂载剂的情况下施加于材料或基材上，然而，如果需要，也可以使用溶剂载剂。另外，这些粘合剂导致粘接的部件在高温条件下表现出高的剪切强度。在本发明的材料的情况下，即使当添加弹性体材料时，也观察到这种高的粘接头强度。

本发明的粘合剂适合于两个单一阶段固化应用，例如其中所述粘合剂在初始粘接步骤时实现基本上固化的那些应用。本发明的粘合剂还适合于两阶段固化应用，以及任何其它应用，其中所述粘合剂在初始粘接步骤时未实现基本上固化，但在不同的时间和/或位置实现基本上固化。

预计这些粘合剂将适合用于其中要求在高温下，例如在大于300°F(约149℃)，更典型地约400°F(约204℃)下的粘合强度的任何粘合剂应用。在优选的实施方案中，本发明的粘合剂适合在约100℃至约250℃，更特别地约150℃至约210℃的温度下使用。在其它实施方案中，本发明的粘合剂适合于在300℃下至少短时间暴露使用。本发明的粘合剂适用于需要在高温下维持的粘合剂粘接延长的时间段的那些应用，以及需要较短时间暴露于高温的那些应用。

特别地，本发明的粘合剂可用于在高温下需要高剪切耐性的那些应用。其中本发明的粘合剂适合的示例性的应用是在摩擦组件领域，特别是交通工具制动部件领域中的使用。在优选的实施方案中，制动部件典型地包含摩擦材料，其被粘合或安装到基材上以形成摩擦元件。制动部件的例子是在交通工具制动领域中使用的那些，例如机动车、卡车、飞行器、火车和摩托车制动器。制动器可以是“盘”或“鼓”型制动器。典型的盘型制动器包括旋转元件(制动盘)和粘接或粘合于金属基材上的摩擦材料(“衬垫”)，所述金属基材理想地是金属板(统称为“制动块”)。在大多数情况下，两个制动块适配于卡钳组件并压到所述制动盘的两个侧面上，从而实现减慢和/或停止所述交通工具。典型的鼓型制动器包含旋转的鼓和粘接于摩擦材料上的金属基材(“制动靴”)。减慢和/或停止是通过所述制动靴压到所述鼓的内表面上实现的。在制动应用中涉及显著的力，例如剪切和其它机械力，例如振动力。由于在啮合过程中的相对移动，在制动时可能产生极端的热量。另外，取决于所述交通工具运载的尺寸和/或有效载荷，当停止所述交通工具时，所述制动器组件还可能经历显著的压力、振动等。

交通工具部件的其它例子包括摩擦元件，其用于传动部件，例如传动带和离合器环和盘。在这些组件中，将摩擦材料涂覆的纸粘接于金属部件上。

适合用于本发明中的摩擦材料可以根据应用和其它考虑因素而在组成上变化。通常，在本发明范围内的摩擦材料包括任何可以耐受在制动器组件中遇到的高剪切和温度的材料。例如，包含石棉、碳和树脂的摩擦材料适合与本发明一起使用。另外，半金属摩擦材料也适合与本发明一起使用，例如包含用粘接剂保持在一起的青铜的汞齐、铜、铁和钢丝绒的那些。也可以使用陶瓷-金属基摩擦材料。

与已知的基于酚醛树脂的粘合剂不同，本发明的粘合剂不需要在固化过程中施加高压，因为本发明的粘合剂在固化阶段过程中不会释放挥发性物质。结果，目前描述的粘合剂在涉及多孔材料，例如某些摩擦材料的应用中是有用的。在固化过程中由于较低的压力而较少吸收入所述多孔材料中导致更多的粘合剂可用于粘接。另外，本发明的粘合剂对固化压力方面的变化并不敏感。利用本发明的粘合剂，可能仅需要足以提供待被粘附的材料的物理接触的压力。在优选的实施方案中，约10至约200psi的压力是足够的。在其它实施方案中，约50至约200psi是足够的。在再其它实施方案中，约10至约50psi，特别是约10至约20psi的压力是足够的。

本发明的一个方面是采用所述含有苯并

嗪的化合物在交通工具部件的升高的温度下表现出的和保持的高强度。在组件中，例如制动部件中，所使用的基于现有技术的腈-酚类粘合剂能够具有高水平的剪切强度，但这样的强度作为温度和/或时间的函数下降。“剪切强度”是当将两个基材彼此相对滑动时，分离它们所需要的力。通过本领域中的已知方法，包括SAEJ840，可以测定剪切强度。当将金属，特别是钢，粘接到摩擦材料上时，经常在所述摩擦材料内发生破坏。结果，金属对金属的粘接提供了关于所述粘合剂的强度的数据，包括破坏，以及起到用于评估所述粘合剂的粘接头强度的有用手段。除非另外说明，在本文中的剪切强度值基于金属对金属的粘接。

本发明的实施方案在升高的温度下表现出高剪切强度。优选的实施方案在约204℃下表现出至少约1500psi的剪切强度。本发明的示例性实施方案在约204℃下表现出约2500至约3000psi的剪切强度。其它示例性实施方案在约204℃下表现出至少约2500psi的剪切强度。特别优选的是在约204℃下表现出至少约2800psi或至少约2850psi的剪切强度的那些实施方案。本发明的粘合剂在环境温度下也表现出高剪切强度。例如，一些实施方案在约21℃下表现出至少4000psi的剪切强度。特别优选的是在约21℃下表现出约6100psi的剪切强度的那些粘合剂。

在本发明的范围内，对于某些实施方案，“高剪切强度”还可以作为在400°F(约204℃)下的剪切强度相对于在环境温度下(约70°F；约21℃)下的剪切强度的比值(“剪切强度比”)的表达方式被测定。优选地，本发明的粘合剂表现出至少约0.4的剪切强度比值。更优选地，本发明的粘合剂表现出至少约0.5的剪切强度比值。在本发明更优选的实施方案中，所述比值为至少约0.6。最优选的是表现出至少约0.7的比值的那些实施方案。

本发明的其它实施方案包括具有高剥离强度的那些粘合剂。“T形剥离强度”是每单位宽度粘合剂层用于分离粘接的材料所需要的平均载荷，其中分离角度为90度。测定剥离强度的方法是本领域中已知的，并且包括例如ASTM D903和ASTM D3807。本发明的粘合剂表现出约20PLI至约75PLI的剥离强度。特别优选的是当暴露于环境条件时，表现出约50至约75PLI，更优选约54至约66PLI的剥离强度的那些实施方案。在一些实施方案中，将所述部件粘接和然后进行加热，典型地为约250℃加热约30分钟，并然后冷却至环境温度(约21℃)。本发明的粘合剂表现出约20至约75PLI，更优选约25至约65PLI的加热后剥离强度。

本发明的粘合剂还适合于粘合其它交通工具部件。例如，当交通工具制动器的摩擦材料与转子接触以开始停止或减慢交通工具时，这种作用导致所述制动器组件的振动。这种振动可能导致噪音。在某些应用中，在所述制动器组件中使用“垫片”以控制这种噪音。垫片通常由金属板制成，所述金属板优选钢或不锈钢，阻尼材料层已经施加到所述金属板上，或者施加到所述板的两侧或者所述板的一侧。所述金属板通常为约500至约550微米厚。在许多情况下，所述阻尼材料层由橡胶组成，所述橡胶例如硅橡胶或腈橡胶；然而，也可以存在非金属纤维，例如玻璃纤维、陶瓷纤维、岩棉、矿棉、熔凝硅石纤维、化学处理的高二氧化硅纤维、熔融氧化铝硅酸盐纤维、氧化铝连续纤维、稳定化的氧化锆纤维、氮化硼纤维、碱金属(alkalki)钛酸盐纤维、晶须、硼纤维以及类似物；填料，例如无机填料，例如粘土、滑石、硫酸钡、碳酸氢钠、石墨、硫酸铅、硅藻土、硅灰石以及类似物；有机填料；和其它弹性体。所述橡胶可以是苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(丁腈橡胶)、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、异丁烯-异戊二烯橡胶、硅橡胶、氯磺化的聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化的聚乙烯、氯代-异丁烷-异戊二烯橡胶、表氯醇橡胶、腈-异戊二烯橡胶以及类似物。垫片必须耐受交通工具制动器组件的高温环境，而同时能够耐受与这些组件的应用相关的机械力，例如振动力。

垫片可以使用本领域已知的任何技术施加到制动块上。典型地，将所述垫片粘合于所述制动器组件的背板上。随着时间的过去，当启动所述制动器组件时，在实际应用所述交通工具的过程中产生热量。采用本发明的粘合剂，这导致在所述背板和所述垫片的橡胶之间的强的粘接。这与酚醛基粘合剂相反，所述酚醛基粘合剂在实际使用时可能破坏。尽管不希望束缚于任何特定理论，但所述酚醛基树脂在固化时产生挥发性副产物。在实际使用过程中，所述酚醛基粘合剂实现了比在将所述垫片初始粘接到所述制动块的过程中实现的更显著量的固化。这种进一步的固化导致产生挥发性副产物，其在没有有效处理时，随着时间的过去倾向于弱化所述酚醛基粘合剂的粘接。相反，在本发明的基于苯并

嗪的粘合剂的固化过程中未产生挥发性副产物；因此没有产生会进一步弱化所述粘合剂粘接的挥发性副产物。

本发明的粘合剂含有至少一种含有苯并嗪的化合物。优选地，所述粘合剂含有基于所述粘合剂干重计的小于80％，和甚至更优选小于70％的所述含有苯并

嗪的化合物。示例性实施方案包含基于所述粘合剂干重计的约30至约60％的所述含有苯并

嗪的化合物。其它实施方案包含基于所述粘合剂干重计的约40至约50％的所述含有苯并

嗪的化合物。

在本发明中有用的苯并

嗪描述于U.S.7,157,509和U.S.6,743,852以及美国专利申请公开号2007/0129509中，这些文献的全部内容通过引用并入本文中。例如，合适的苯并

嗪包括下式I的那些：

其中o是14，X是直接键(当o是2时)、烷基(当o是1时)、亚烷基(当o是24时)、羰基(当o是2时)、硫醇(当o是1时)、硫醚(当o是2时)、亚砜(当o是2时)或砜(当o是2时)，和R1是烷基。

其它苯并

嗪包括式II的那些：

其中X是直接键、CH₂、C(CH₃)₂、C＝O、S、S＝O和O＝S＝O，并且R₁和R₂是相同或不同的，并且是甲基、乙基、丙基或丁基。

在其它优选的实施方案中，所述苯并

嗪是式III的化合物：

其中R₁和R₂是相同的或不同的，并且是甲基、乙基、丙基或丁基。在另外其它实施方案中，所述苯并

嗪具有式IV：

其中o是1-4，X选自直接键(当o是2时)、烷基(当o是1时)、亚烷基(当o是2-4时)、羰基(当o是2时)、硫醇(当o是1时)、硫醚(当o是2时)、亚砜(当o是2时)和砜(当o是2时)，R₁选自氢、烷基和芳基，和R₄选自氢、卤素、烷基和烯基。

在另外其它实施方案中，所述苯并嗪具有式V：

其中p是2，Y选自联苯基(当p是2时)、二苯基甲烷(当p是2时)、二苯基异丙烷(当p是2时)、二苯基硫化物(当p是2时)、二苯基亚砜(当p是2时)、二苯基砜(当p是2时)和二苯基酮(当p是2时)，和R₄选自氢、卤素、烷基和烯基。

其它优选的实施方案包括如下结构：

在另外其它实施方案中，是式VI的那些苯并

嗪：

其中L是任选的亚烷基或硅氧烷连接结构部分，Ar是任选取代的亚芳基，Q是具有如下结构的

嗪环或其胺盐

并且在所述

嗪环的5和6位以稠合方式键接于Ar上，其中：Sp是任选的，并且如果存在，是C₁至C₆亚烷基、氧亚烷基、硫代亚烷基、羧基亚烷基、酰氨基亚烷基或磺酸基亚烷基间隔基，n是1或2，m是1或2，x和y各自独立地是0至4，和其中R、R′或R″中的至少一个是可聚合的结构部分，例如如下结构部分，该结构部分独立地选自任选取代的氧烯基、炔基、环烯基、二环烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、马来酰亚胺、乙烯基酯、环氧基、氰酸酯、腈、二烯丙基酰胺、苯并环丁烯、芳族炔丙基醚、芳族乙炔和

唑啉，和R、R′和R″中其余的独立地是氢、烷基或烷氧基。

如本文中所用的，特别是当其涉及式VI时，“亚芳基”指如下芳族基团，该基团具有6直至14个碳原子，并且“取代的亚芳基”指还带有一个或多个取代基的亚芳基基团，所述取代基选自羟基、烷基、烷氧基、巯基、环烷基、取代的环烷基、杂环、取代的杂环、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、芳氧基、取代的芳氧基、卤素、氰基、硝基、亚硝氮碳基、氨基、酰氨基、C(O)H、酰基、氧基酰基、羧基、氨基甲酸酯、磺酰基、磺酰胺、砜基以及类似物。

“亚烷基”指如下二价烃基基团，该基团具有1直至20个碳原子，优选2-10个碳原子，并且“取代的亚烷基”指带有一个或多个如上所述的取代基的亚烷基结构部分。

“氧亚烷基”指如下亚烷基结构部分，其中一个或多个碳原子已经被氧原子替代，并且“取代的氧亚烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的氧亚烷基结构部分。

“硫代亚烷基”指如下亚烷基结构部分，其中一个或多个碳原子已经被硫原子替代，并且“取代的硫代亚烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的硫代亚烷基结构部分。

“羧基亚烷基”指如下亚烷基结构部分，其中一个或多个碳原子已经被羧基基团替代，并且“取代的羧基亚烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的羧基亚烷基结构部分。

“酰氨基亚烷基”指如下亚烷基结构部分，其中一个或多个碳原子已经被酰氨基基团替代，并且“取代的酰氨基亚烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的酰氨基亚烷基结构部分。

“磺酸基亚烷基”指如下亚烷基结构部分，其中一个或多个碳原子已经被磺酸基基团替代，并且“取代的磺酸基亚烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的磺酸基亚烷基结构部分。

“可聚合的结构部分”指任何如下取代基，该取代基可以参与聚合反应，例如加成聚合或缩聚。如本文中所用的，加成聚合指如下聚合机理，例如自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、开环聚合或配位聚合。如本文中所用的，缩聚指如下聚合，例如硅氧烷聚合。

在本发明的一个方面，所述可聚合的结构部分参与加成聚合。优选的可加成聚合的结构部分包括，例如，任选取代的烯基、氧烯基、炔基、环烯基、二环烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、马来酰亚胺、乙烯基酯、环氧基、氰酸酯、腈、二烯丙基酰胺、苯并环丁烯、芳族炔丙基醚、芳族乙炔、

唑啉和类似物。最优选的可加成聚合的结构部分包括烯基、氧烯基、(甲基)丙烯酸酯、马来酰亚胺或环烯基。

如本文中所用的，“烷基”指具有1直至20个碳原子，优选2-10个碳原子的烃基基团，并且“取代的烷基”包括还带有一个或多个取代基的烷基基团，所述取代基选自羟基、(低级烷基基团的)烷氧基、(低级烷基基团的)巯基、环烷基、取代的环烷基、杂环、取代的杂环、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、芳氧基、取代的芳氧基、卤素、三氟甲基、氰基、硝基、亚硝氮碳基、氨基、酰氨基、C(O)H、酰基、氧酰基、羧基、氨基甲酸酯、磺酰基、磺酰胺、砜基以及类似物。

“烯基”指具有至少一个碳--碳双键并具有约2直至约12个碳原子的直链或支链的烃基基团，并且“取代的烯基”指还带有一个或多个取代基的烯基基团。

“烷氧基”指结构部分-O-烷基-，其中烷基为如上所定义，并且“取代的烷氧基”指还带有一个或多个如上所述的取代基的烷氧基基团。

“炔基”指具有至少一个碳--碳三键并具有约2直至约12个碳原子的直链或支链的烃基基团，并且“取代的炔基”指还带有一个或多个如上所述取代基的亚炔基(alkynylene)基团。

“环烷基”指含有约3直至约8个碳原子的含有环状环的基团，并且“取代的环烷基”指还带有一个或多个如上所述取代基的环烷基基团。

“环烯基”指如下含有环状环的基团，该基团含有约3直至约8个碳原子，并且具有至少一个碳--碳双键，并且“取代的环烯基”指还带有一个或多个如上所述的取代基的环烯基基团。

“芳基”指具有6直至约14个碳原子的芳族基团，并且“取代的芳基”指还带有一个或多个如上所述取代基的芳基基团。

“杂芳基”指如下芳族基团，该基团含有一个或多个杂原子(例如N、O、S或类似物)作为所述环结构的一部分，并且具有6直至约14个碳原子。

“杂环”指如下环状(即含有环)的基团，该基团含有一个或多个杂原子(例如N、O、S或类似物)作为所述环结构的一部分，并且具有3直至14个碳原子，并且“取代的杂环”指还带有一个或多个如上所述的取代基的杂环基团。

在本发明的另一个方面，可聚合结构部分参与缩聚反应。优选的可缩聚结构部分包括例如硅氧烷。

在优选的实施方案中，下述含有苯并

嗪的化合物，在本文中被称为化合物5，可以与本发明相关地使用：

在本发明范围内的粘合剂还可以包含添加剂，该添加剂可能削弱所述粘合剂的机械、物理和/化学性能。在所述粘合剂组合物中可以包括添加剂，例如炭黑、弹性体(例如腈橡胶)、环氧树脂、苯氧基树脂、颜料、流变学添加剂、抗氧化剂或其组合。

本发明的粘合剂还可以包括溶剂载体或载剂，例如任何提供相稳定混合物的溶剂。合适的溶剂包括酮，例如丙酮和甲乙酮，芳族化合物，例如甲苯和二甲苯，以及乙酸酯溶剂，例如乙酸正丁酯。但在最优选的实施方案中，不添加溶剂载体或载剂，即所述粘合剂是无溶剂的。本发明的粘合剂还可以作为在水中的分散体被提供。

本发明进一步涉及将材料粘合于交通工具部件中的基材上的方法，所述交通工具部件特别是制动部件，例如垫片或制动块。例如，本发明涉及将摩擦材料粘合于基材以形成摩擦元件的方法，所述摩擦元件可以用于摩擦组件，例如交通工具摩擦组件，例如制动部件。在一个实施方案中，可以将摩擦材料粘合于金属基材上以形成制动块。含有苯并

嗪的粘合剂的使用提供了这样一种摩擦元件，其在高温下具有尤其与现有技术腈-酚类粘合剂相比优异的剪切强度。

另外，本发明涉及在需要阻尼时，将阻尼材料粘合于金属板上的方法。例如，本发明的含有苯并

嗪的粘合剂可用于将例如垫片的橡胶粘合于交通工具制动部件，例如制动块的金属板上。含有苯并

嗪的粘合剂的使用提供了这样一种垫片，其具有尤其与现有技术的腈-酚类粘合剂相比，在高温下以及在经历较长时间段后的优异强度。另外，可以将弹性体材料添加到本发明的粘合剂中，其用量为在酚醛基树脂中的典型用量，并且本发明的粘合剂的高粘接强度在暴露于高温后仍保持。

可以将所述粘合剂施加到所述材料，所述基材或二者上，并且可以使用本领域公知的任何方法进行施加。合适的施加方法包括喷涂、幕涂、辊涂施加、浸渍施加或刷涂施加。所述粘合剂还可以以任何适用于所需要的施加的形式，使用本领域中已知的任何形式施加。例如所述粘合剂可以作为液体、热熔体、转印膜、粉末、粉末浆料或固体施加。

典型地，将所述材料或基材与包括含有苯并

嗪的化合物的粘合剂接触，并然后将所述材料和基材接触。将经接触的材料和基材暴露于足以粘合所述粘合剂并在所述材料和基材之间形成粘接的热和压力。在一些实施方案中，所述热和压力足以基本上固化所述粘合剂。在其它实施方案中，所述热和压力足以粘接所述材料和所述基材，但不足以基本上固化所述粘合剂。

在某些应用中，可能仅需要足以提供待粘合的材料的物理接触的压力以实现粘接。在优选的实施方案中，约10至约200psi的压力是足够的。在其它实施方案中，约50至约200psi是足够的。在再其它实施方案中，约10至约50psi，特别是约10至约20psi的压力是足够的。实现所述粘合剂的固化所需的温度，其反过来导致了所述材料的粘接，为约160℃至约250℃(320-482°F)。

在一些实施方案中，所述粘合剂的施加包括将所述粘合剂在所述粘合剂的熔点下或高于所述粘合剂的熔点，但低于所述粘合剂的固化温度下熔融。在典型的施加中，将所述粘合剂在约80℃至约120℃(176-248°F)的温度下熔融。

具体实施方式

实施例

实施例1：

表1

¹得自Huntsman Int’l LLC的脂环族环氧树脂，

²二氨基-二苯基砜、双酚A的二缩水甘油基(gylicyl)醚和Hycar橡胶CTBN 1300X13的反应产物

³得自Byk Chemie的Byk A 501

⁴缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷

⁵得自CE-Minerals的熔凝硅石

⁶得自ANH Refractories Company的熔凝硅石

⁷得自Cabot的经处理的热解法二氧化硅

将所述苯并

嗪树脂温热至液态并将其它组分以上表1中所示的顺序在干燥气氛下添加并混合至均匀状态。在防粘纸上将该混合物在24mg/cm²的重量下压制以形成薄膜。

实施例2：

表2

¹得自Inchem的苯氧基树脂在液体环氧树脂中的掺混物

²得自Cabot的未处理的热解法二氧化硅

³得自Cabot的经处理的热解法二氧化硅

将示于表2中的组分合并并且在100℃烘箱中温热15分钟，之后将它们在高速混合器(speedmixer)中在2000RPM下温热混合直至均匀。将该混合物在加热的carver压机上，在两张防粘纸之间(低于反应温度)压制以得到转印膜。

实施例3：

将尺寸为1.25”×4”×0.25”的钢条粘接于1 in²的可比厚度的钢盘上，作为测量粘接强度的方法。将所述钢条和盘进行溶剂清洁，随后用60目氧化铝进行喷砂。将根据实施例1和2制备的粘合剂膜的单层放置在所述盘和条的喷砂侧之间。将所述盘和条放置在50psi的压缩载荷下的固定设备中。将固定设备放置在217℃的烘箱中60分钟，经过该时间后发生固化。

对比实施例4和5：

PL-605(对比实施例4)和PL-700(对比实施例5)代表两种带有溶剂的酚醛树脂基制动器粘合剂，其可商购于Henkel Corp。将每种施加到经溶剂清洁的、喷砂的扣状物和条上，并干燥除去溶剂(在100℃下1小时)，产生约3密耳的干燥厚度。将涂覆的扭扣状物面对面放置于在施加的载荷下(对于PL605为100psi施加的载荷，对于PL700为200psi施加的载荷)的固定设备中，并在217℃下热固化1小时。依照SAEJ840在25℃和204℃下测量粘接的扣状物/条的压缩剪切强度。数据示于表3中。

表3

*磅/平方英寸

实施例7：

通过将100份Nipol 1001LG与460份甲乙酮混合足以得到均匀液体的时间而制备丁腈橡胶的混浊溶液。

实施例8和8A：

表4

¹得自R.T.Vanderbuilt的抗氧化剂

²可得自Inchem的75∶25重量比例的固体环氧树脂和苯氧基树脂

³可得自Hexion的固体环氧树脂

⁴得自Cabot的黑色颜料

表4A

¹得自R.T.Vanderbuilt的抗氧化剂

²可得自Inchem的75∶25重量比例的固体环氧树脂和苯氧基树脂

³可得自Hexion的固体环氧树脂

⁴得自Cabot的黑色颜料

将在表4和4A中所示的所有成分合并并且充分混合以形成均匀的黑色粘合剂(分别为实施例8和8A)。

对比实施例9：

PL-686表示溶剂基酚醛树脂基粘合剂，其可商购于Henkel。

实施例10：

将得自实施例8、实施例8A和对比实施例9的粘合剂在15密耳的湿膜厚度下施加于制动垫片(橡胶涂覆的钢片材)，之后将该涂覆的片材干燥除去溶剂。然后将干燥的涂覆的片材切割成1”×4”的条带并粘接到1/4英寸厚度的钢背板上。将所述钢的表面用60目氧化铝粗砂进行喷砂，之后即刻进行粘接。使用加热的Carver压机，在232℃的压盘温度下，在600psi的施加载荷持续1分钟的情况下，实施粘接。

实施例11：

在25℃下，在暴露于高温和不暴露于高温的情况下测定粘接的部件的90度剥离强度。通过将粘接的部件放置在250℃下烘箱中30分钟进行热调理。结果示于表5中。

表5

*2英寸/分钟的牵拉速度，磅/线性英寸

当在本文中使用范围，例如用于组成的重量百分比、温度或剪切强度时，意于包括范围的所有的组合和亚组合和其中的具体实施方案。

Claims (18)

1.交通工具摩擦组件，其包含用粘合剂粘合于基材上的摩擦材料，所述粘合剂包括含有苯并

嗪的化合物，其中所述粘合剂在204℃下表现出至少1500psi的剪切强度。

2.权利要求1的交通工具摩擦组件，其中所述含有苯并

嗪的化合物为

3.权利要求1的交通工具摩擦组件，其中所述粘合剂在204℃下的剪切强度相对于所述粘合剂在21℃下的剪切强度的比值大于0.4。

4.权利要求1的交通工具摩擦组件，其中所述粘合剂含有小于所述干粘合剂的80wt％的所述含有苯并

嗪的化合物。

5.权利要求1的交通工具摩擦组件，其中所述基材是金属板和所述组件包括制动块或制动靴。

6.权利要求1的交通工具摩擦组件，其中所述摩擦材料包括陶瓷、金属、树脂、石棉或其组合。

7.将摩擦材料粘合于基材上的方法，所述方法包括：

将包括含有苯并

嗪的化合物的粘合剂施加到所述摩擦材料或所述基材上；

使所述基材与所述摩擦材料接触，使得所述基材或摩擦材料接触所述含有苯并

嗪的粘合剂的至少一部分；

使所述接触的摩擦材料和基材暴露于足以固化在所述材料和基材之间的粘合剂并形成摩擦组件的热、时间和压力，

和其中所述粘合剂在204℃下表现出至少1500psi的剪切强度。

8.权利要求7的方法，其中所述含有苯并嗪的化合物为

9.权利要求7的方法，其中所述粘合剂在204℃下的剪切强度相对于所述粘合剂在21℃下的剪切强度的比值大于0.4。

10.权利要求7的方法，其中施加到所述材料上的压力为20psi至200psi，所述压力在所述基材的方向上施加。

11.权利要求7的方法，其中所述摩擦材料包括陶瓷、金属、树脂、石棉或其组合。

12.权利要求7的方法，其中所述粘合剂是在没有溶剂载剂的情况下施加的。

13.权利要求7的方法，其中所述基材是金属板和所述组件包括制动块或制动靴。

14.将制动垫片粘接于基材上的方法，其中所述制动垫片包括橡胶涂覆的金属，所述方法包括：

将包括含有苯并

嗪的化合物的粘合剂施加到所述垫片的橡胶上或施加到所述基材上；

使所述橡胶与所述基材接触，使得所述粘合剂在所述橡胶和所述基材之间，和

在第一位置和/或时间点，将经接触的橡胶和基材暴露于足以将所述橡胶粘接于所述基材上但不足以固化所述粘合剂的热、时间和压力。

15.权利要求14的方法，其中所述含有苯并

嗪的化合物为

16.权利要求14的方法，其中所述粘合剂在21℃下表现出20至75PLI的剥离强度。

17.权利要求14的方法，该方法还包括在第二位置和/或时间点，将经粘接的制动垫片暴露于导致所述粘合剂进一步固化的热、时间和/或压力，和其中所述粘合剂在这种进一步暴露后在21℃下表现出20至75PLI的剥离强度。

18.权利要求14的方法，其中所述基材是制动器组件的金属背板。