CN107001877A - 可焊接的和减振硅氧烷粘合剂 - Google Patents

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Abstract

描述了抑制噪音或振动的可焊接的粘合剂组合物。另外，描述了包括粘合剂组合物的各种胶带产品。还描述的是通过使用粘合剂组合物和胶带抑制噪音或振动的各种方法。另外，描述了利用粘合剂的减振组件。

Description

可焊接的和减振硅氧烷粘合剂
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年4月3日提交的美国临时申请号62/142,590和2014年10月13日提交的美国临时申请号62/063,172的权益，其两者通过引用以其全部并入本文。
技术领域
本主题涉及硅氧烷压敏粘合剂(PSA)组合物，它们的制备方法以及它们的用途，以及具体地可焊接的这种粘合剂，该压敏粘合剂组合物展现了降噪或减振性质。
发明背景
焊接是用于通过熔融工件和添加填焊材料以形成熔融材料的池，即，焊池，其在冷却和凝固后形成牢固的接合点或“焊接点”来连接材料——通常是金属——的方法。许多不同的能量来源可以用于焊接。然而，对于许多应用，使用电流。
在焊接之前，许多工件被储存或以其他方式保留直到需要它们。由于待焊接的大部分工件是金属，所有任何暴露的金属表面经受腐蚀。因而，研发了可焊接的防腐蚀组合物或“底漆”。在焊接之前，可以将这些涂层施加至金属工件，并起到保护工件不受腐蚀的作用。可焊接的底漆组合物通常包含在树脂的基质中分散的一种或多种导电填料。导电填料有助于涂覆的工件的电焊接。例如，在美国专利3,110,691、3,118,048和3,687,739中描述了代表性可焊接组合物。
在制造金属结构、交通工具组件和其他金属零件中，粘合剂已经被用于将金属板或部件连接在一起。粘合剂的使用可以提高得到的组件的整体强度和刚度，并且与使用机械紧固件相比，引起具有较低成本和减轻的重量的组件。也已经使用焊接某些零件和使用粘合剂连接其他零件的组合而形成金属组件。
因而，已经研发了可焊接的粘合剂。可焊接的粘合剂使能够在共用位置粘接和焊接形成。结合粘合剂的益处与焊接的优势可以在许多应用中引起优异的组件。然而，沿着待焊接的金属界面使用粘合剂需要粘合剂是可焊接的并因而是导电的。
因此，已经研发了可焊接的粘合剂，其包括遍布粘合剂基质分散的导电填料。可焊接的粘合剂的实例包括在美国专利4,353,951、6,641,923、7,147,897和8,796,580中描述的那些。
虽然可焊接的粘合剂发现广泛的应用，诸如在交通工具组件中——其中片状钢板被焊接在一起，但是得到的组件通常接受额外的处理和/或加工。例如，许多焊接的交通工具零件接受降噪涂层，当零件被组装在交通工具中时，其起到减少道路噪音和/或振动的作用。这种降噪涂层通常通过喷涂至零件上，或通过将零件浸渍在组合物的浴中施加。这种方法需要用于仪器的额外的资本投资并增加整体生产时间。在某些应用中，甚至在施加降噪组合物之后，涂覆的或喷涂的交通工具零件(一个或多个)没有充分地减少噪音或振动。因此，提供包括降噪或减振区域并且其在某些应用中可以消除对减噪组合物的额外应用需求的焊接的零件的组件将是有益的。
发明内容
在如下的本主题中解决了与先前方法相关的困难和缺点。
在一个方面，本主题提供了可焊接的和减振粘合剂组合物，其包括基于硅氧烷的粘合剂基质。粘合剂组合物还包括分散在基质中的导电或金属微粒。粘合剂组合物进一步包括交联剂。粘合剂组合物展现了在50Hz的频率下大于0.10和在8000Hz的频率下大于0.05的对称或非对称峰值复合损耗因数。
在另一方面，本主题提供了包括至少一种剥离基底——诸如剥离衬垫——和布置在剥离衬垫上的至少一种可焊接的和减振的粘合剂组合物的胶带产品。粘合剂组合物包括基于硅氧烷的粘合剂基质、分散在基质中的导电或金属微粒和交联剂。
在另一方面，胶带产品的粘合剂组合物展现了在至少50Hz的频率和小于50℃的温度下大于0.10的复合损耗因数。
在仍另一方面，本主题提供了工件的减振方法。方法包括提供工件或基底。方法还包括提供粘合剂组合物，其包括基于硅氧烷的粘合剂基质和分散在基质中的导电或金属微粒，借此将粘合剂施加至工件或基底。方法额外地包括通过接触第一工件或基底和第二工件或基底之间的粘合剂将工件或基底粘附至第二工件或基底。通过粘合剂抑制从第二工件或基底传输至工件的振动。可以将多层粘合剂和/或基底施加在一起以产生减振工件。不需要全部粘合剂层是可焊接的以产生工件。另外，不需要全部粘合剂层能够减振。
在又另一方面，本主题提供减振组件，其包括工件或基底，包括基于硅氧烷的粘合剂基质和分散在基质中的金属或导电微粒的粘合剂，和第二工件或基底。粘合剂布置在工件或基底和第二工件或基底之间并接触两者，并且在第二工件或基底的振动之后，通过粘合剂抑制振动。
如将认识到的，本文描述的主题能够具有其他和不同的实施方式并且在各种方面中，其若干细节能够具有修改，全部都不背离要求保护的主题。因此，附图和描述被看作说明性的而非限制性的。
附图说明
图1是根据本主题的金属基底和布置在基底之间的粘合剂层的组件的示意图。
图2是根据本主题的金属基底和布置在基底之间的粘合剂层的另一组件的示意图。
图3是根据本主题的金属基底和布置在基底之间的粘合剂层的仍另一组件的示意图。
图4是根据本主题的包括粘合剂层的胶带产品的示意图。
图4A是图4的胶带的示意侧视图。
图5是根据本主题的包括两层粘合剂的另一胶带产品的示意图。
图5A是图5的胶带的示意侧视图。
图6是根据本主题的在组件中使用的各种粘合剂组合物的振动测试结果的图表。
图7是在50Hz下，以两种不同厚度，在根据本主题的组件中使用的粘合剂的阻尼曲线的图表。
图8是根据本文主题的组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在50Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。数据显示了三种不同的交联剂水平和以两种不同的厚度。
图9是根据本主题的对称组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在1000Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。
图10是根据本主题的对称组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在8000Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。
图11是当粘合剂组合物处于三种不同的交联剂水平时，根据本主题的胶带产品的剥离性能的图表。
图12是使用不同的剥离衬垫，根据本主题的胶带产品的剥离性能的图表。
具体实施方式
本主题提供压敏粘合剂(PSA，本文中也称为粘合剂)组合物，其当用于组件时抑制振动和噪音，并且其是可焊接的。在焊接之前、期间和之后，在待焊接的相邻金属零件之间使用一定量的粘合剂起到将零件固定和粘合在一起的作用。粘合剂的使用起到抑制零件的组件可以暴露至其的振动和噪音的作用。本主题还提供包括粘合剂的胶带制品。胶带可以包括粘合剂的一个、二个或更多个层或区域。粘合剂的至少一个层或区域必须是可焊接的。本主题还提供通过粘合剂彼此连接的金属零件的组件。组件可以被焊接或免焊。组件可以包含多层粘合剂和/或基底。本主题还提供通过使用粘合剂降低焊接的金属组件中振动和噪音的方法。本文如下描述这些和其他方面。
粘合剂组合物
本主题的粘合剂组合物一般包括(i)分散在(ii)基于硅氧烷的PSA基质中的金属微粒或含金属微粒。粘合剂组合物可以进一步由交联剂组成。可以使用本领域内已知的任何粘合剂。在一个实施方式中，粘合剂可以是无溶剂的或几乎无溶剂的。
可以使用单层或多层粘合剂。不同层的粘合剂可以包含颗粒或可以不包含颗粒，或在层中具有不同浓度的颗粒或具有不同类型的颗粒。
金属微粒
在本主题的粘合剂中可以使用广泛的颗粒或微粒。在一个实施方式中，颗粒是金属微粒。在另一实施方式中，颗粒是导电的。
金属微粒可以用于粘合剂中，例如，金属粉末，诸如铝、铜或特种钢、二硫化钼、氧化铁，如氧化铁黑、锑掺杂的二氧化钛和镍掺杂的二氧化钛。还可以使用金属合金微粒。
还有用的是涂覆有金属或金属合金——诸如钴、铜、镍、铁、锡、锌和其组合——的颗粒。可以涂覆有提到的金属的适合的颗粒包括但不限于氧化铝、铝、芳族聚酯、氮化硼、铬、石墨、铁、钼、钕(neodymim)/铁/硼、钐钴、碳化硅、不锈钢、二硼化钛、钨、碳化钨和氧化锆颗粒。这种金属涂覆的颗粒是从Advanced Ceramics Corp.以及多个其他供应商从商业上获得。可以使用不同微粒的混合物。
可以在本主题的各种粘合剂中使用的其他金属涂覆的或包含金属的颗粒包括但不限于陶瓷微球、二氧化硅微粒、短切玻璃纤维、石墨粉末和薄片、碳黑、氮化硼、云母薄片、铜粉末和薄片、镍粉末和薄片、涂覆有金属——诸如碳、铜、镍、钯、硅、银和钛涂层——的铝。通常使用流化床化学真空沉积技术金属涂覆这些颗粒。这种金属涂覆的颗粒从Powdermet,Inc.和各个其他供应商从商业上获得。可以使用不同微粒的混合物。
在本主题的某些实施方式中，微粒可以选自磷铁(ferrophosphorous)、锌、钨和其组合中至少一种。
适合的锌颜料是在名称620或520下从Zincoli GmbH商业获得的。适合的磷化铁颜料，也称为磷铁，是在名称FERROPHOSTM下从Occidental ChemicalCorporation商业上获得的。
本发明的粘合剂可以具有不同尺寸的颗粒。可以使用任何类型、尺寸、形状分布等的颗粒，只要当在粘合剂中使用时，满足焊接和阻尼标准。在一个实施方式中，颗粒的尺寸小于100微米。在具体实施方式中，本主题的粘合剂包括其中主要比例是铝微粒的铝粉末，如，至少80％，在某些版本中至少85％，和在仍其他某些版本中至少90％，其具有小于45微米的粒径。根据DIN 53195测定这些粒径和尺寸分布。这种商业获得的铁粉末的非限制性实例包括铁粉末，SIPCM——其从BASF商业获得，和W100.25——其从GmbH商业获得，FE-M-02-PTCS——其从American Elements商业获得，和铁合金FerAlloy Ni2——其从Pometon Powder商业获得。这种商业获得的铝粉末的非限制性实例包括RO 400、RO 500和RO 550——其来自Eckart GmbH of Fuerth,Germany和Eckart America of Louisville,Kentucky。这种商业获得的银粉末的非限制性实例包括15ED或85HV——其来自FerroCorporation。表1总结了这些颗粒中一些的尺寸特性和性质。
表1：在粘合剂中使用的商业获得的颗粒
这些颗粒可以粉末形式和以糊形式利用。
微粒以使得得到的粘合剂组合物在固化和随后沉积在基底上之后可焊接的量分散在粘合剂基质中。术语“可焊接”本文中定义为颗粒可以被充分连接以当用于组件设备——诸如汽车设备——中时维持点焊接和连接操作。通常，基于粘合剂的干重，微粒在粘合剂基质中的重量百分比在0.2％至10.0％的范围内，更具体地在0.2％至5.0％的范围内，和通常大约1-2％。
粘合剂基质
本主题的粘合剂组合物包括基于硅氧烷的PSA基质。例如，在美国专利4,584,355、5,726,256、5,869,556、2012/0172543以及欧洲专利1,957,597中很好地描述了本领域内的基于硅氧烷的PSA。一种类型的硅氧烷PSA普遍通过反应性聚有机硅氧烷聚合物(有时称为胶)和反应性聚有机硅氧烷树脂(一种或多种)之间的稠化反应制备。“稠化”意思是使聚合物和树脂反应以增加分子量、交联或两者。也可以存在惰性溶剂、硅氧烷流体、催化剂、填料、稳定剂和其他添加剂。
可以经由加成机制使用硅烷交联剂不饱和聚有机硅氧烷聚合物和用于硅氢化的适合的催化剂——诸如铂、铁或铜——交联硅氧烷PSA。可选地，可以使用例如过氧化物交联剂——诸如过氧化苯甲酰——通过夺氢和乙烯键生成来自由基交联硅氧烷PSA。硅氧烷PSA的掺合物也可以用于本主题。一般而言，PSA组合物可以包括具有多种多样的结构、分子量、反应性官能和粘度的成分。
在一个实施方式中，基于硅氧烷的粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂，和(ii)硅氧烷胶、MQ树脂和另一种硅氧烷粘合剂中一种或多种。在一个实施方式中，(ii)是硅氧烷胶，并且(i)与(ii)的重量比在从100：0至40：60、95：5至55：45之间或90：10至70：30之间的范围内。
在另一实施方式中，基于硅氧烷粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂和(ii)MQ树脂，并且硅氧烷粘合剂与MQ树脂的重量比在从100：0至60：40或95：5至80：20之间的范围内。
在另一实施方式中，基于硅氧烷粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂，和(ii)另一种硅氧烷粘合剂，并且(i)与(ii)的重量比在从100：0至0：100或100：0至50：50之间的范围内。
在一个实施方式中，硅氧烷粘合剂中至少一种包括a)聚有机硅氧烷胶，其具有链中和/或链端乙烯基官能性和b)MQ树脂。在另一实施方式中，硅氧烷粘合剂包括a)聚二甲基硅氧烷胶、聚甲基苯基硅氧烷胶、聚二甲基硅氧烷胶聚甲基苯基硅氧烷胶的共聚物、或聚二甲基硅氧烷胶和聚二苯基硅氧烷胶的共聚物中一种或多种，和b)MQ树脂。在一个实施方式中，MQ树脂包含反应性硅烷醇和/或乙烯基官能性，在另一个中，其不具有反应性官能性。
PSA可以包括具有R1 2SiO2/2或R1R2SiO2/2的重复式的聚有机硅氧烷分散体，诸如聚二甲基硅氧烷、聚二甲基/甲基乙烯基硅氧烷、聚二甲基/甲基苯基硅氧烷、聚二甲基/二苯基硅氧烷和其掺合物，和硅氧烷树脂，诸如MQ树脂或树脂的掺合物。树脂中M单元的实例可以包括但不限于Me3SiO1/2、Me2ViSiO1/2、Me2PhSiO1/2、Ph2MeSiO1/2、MeVi2SiO1/2、HOMe2SiO1/2、(HO)2MeSiO1/2、Me2HSiO1/2、Me2H2SiO1/2，其中Me＝甲基，OH＝羟基，Vi＝乙烯基，和Ph＝苯基。Q单元可以限定为SiO4/2。R1或R2可以为任何一价有机基团或羟基或氢。本领域内技术人员将认识到，与提到的聚有机硅氧烷聚合物一起稠化或分散以给予硅氧烷粘合剂PSA性质的任何聚有机硅氧烷树脂将适合本主题。这种商业获得的PSA组合物的非限制性实例包括粘合剂，7651、7652、7657、Q2-7406、Q2-7566、Q2-7735和7956——全部来自Dow Corning，SilGripTM PSA518、590、595、610、915、950和6574——其从Momentive PerformanceMaterials商业获得，以及KRT-009和KRT-026——其从Shin-Etsu Silicone商业获得。然而，当应用在本文描述的组件中时，粘合剂必须提供描述的阻尼性能。
PSA可额外地包括性能改性剂，诸如聚有机硅氧烷聚合物(反应性或非反应性)、反应性流体或树脂(反应性或非反应性)，用于阻尼、玻璃化转变、模量、粘合、粘着性、粘度或其他性质改性。这种商业获得的改性剂的非限制性实例包括7075、2-1912、2-7066、2-7466——全部获得自Dow Corning，SR545和SR9130——获得自MomentivePerformance Materials以及KRT-974——来自Shin-Etsu硅氧烷。
本主题的粘合剂包括利用过氧化物可固化的PSA与硅氢化催化的PSA的特定重量比的粘合剂的掺合物，其中不使用硅烷交联剂和硅氢化催化剂。一般地，这些成分的重量比分别可以从大约50：50至大约100：0。例如，对于本发明，大于80：20，诸如90：10或95：5的重量比是特别适合的。然而，应当理解，本主题不限于任意这些具体重量比，并且包括小于50：50，诸如40：60的比。
PSA可以包括一种或多种交联剂，其起到在基于硅氧烷的基质中形成交联的作用。对于许多实施方式，过氧化物交联剂，诸如过氧化二苯甲酰，是适合的。在一个实施方式中，交联剂是包含硅烷官能性的化合物。这种交联剂的非限制性实例包括PEROXAN BP 50W、PEROXAN BIC和PEROXAN Bu——全部获得自Pergan of Bocholt,Germany，以及LuperoxA75和A98——其商业获得自Arkema，以及Perkadox CH-50和PD 50SPS——来自AkzoNobel。一般根据采用的化学系统，通过加热或其他技术可以助于和/或促进交联。
可以向本发明的粘合剂组合物添加不同量的交联剂。在一些实施方式中，需要最小水平的交联剂，从而满足期望的复合损耗因数。实施方式中，交联剂的水平还取决于粘合剂的厚度。在一些实施方式中，交联剂水平为从0.5-10％。交联剂水平可以为从0.5-4％。
除了成分以外，粘合剂中可以包括其他材料。这些包括但不限于抗氧化剂、填料、颜料、增强剂等等。粘合剂可以包含添加剂的掺合物。
粘合剂基质还可以包括一种或多种溶剂。可以使用广泛的溶剂，只要溶剂(一种或多种)与粘合剂组合物中其他成分相容。适合的溶剂的非限制性实例包括甲苯、二甲苯和其组合。然而，应当理解，本主题的粘合剂不限于这种溶剂，并可以利用广泛的其他溶剂、添加剂和/或粘度调节剂，诸如反应性稀释剂。
在本主题的许多实施方式中，粘合剂是压敏粘合剂。有用的压敏粘合剂的描述和他们的特性可见于Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Vol.13.Wiley-Interscience Publishers(New York,1988)。有用的压敏粘合剂的另外的描述可见于Encyclopedia of Polymer Science and Technology,Vol.1,Interscience Publishers(New York,1964)。
减振
本主题的粘合剂的显著方面是它们当用于组件中时提供减振特性的能力，并具体地，它们减振特性和可焊接的组合。
材料损耗因数是材料的振动(和声音)阻尼性质的指示。复合损耗因数(CLF)是振动能向热能转化的测量。常规高阻尼材料组合物一般需要具有不小于0.8的材料损耗因数。在约束层构造中，包括约束层基底和粘弹性阻尼材料的总复合损耗因数一般需要不小于0.1。
当用于组件中时，本主题的粘合剂通常展现大于0.1的峰值复合损耗因数。在具体的实施方式中，粘合剂展现了(i)在50Hz下大于0.10的复合损耗因数，和/或(ii)在8000Hz的频率下大于0.05的复合损耗因数。在ASTM E 756-98，“Standard Test Method forMeasuring Vibration–Damping Properties of Materials”中描述了复合损耗因数的测定。
胶带产品
本主题还提供了各种胶带产品。胶带包括一层或多层——诸如两层——先前提到的布置在基底或衬垫上的粘合剂。胶带可以包括布置在另外暴露的粘合剂层上并覆盖该另外暴露的粘合剂层的一层或多层剥离衬垫。胶带可以以平条带或片材形式，或可选地滚压或缠绕形式提供。
在许多实施方式中，胶带是具有布置在剥离衬垫上的单层粘合剂的转移胶带。粘合剂层接触工件或基底，然后移除剥离衬垫或使剥离衬垫与粘合剂层分离。粘合剂层的暴露的面可然后与另一工件和/或基底接触。本主题还包括不移除剥离衬垫的胶带和胶带产品。
胶带产品还可以包括多层粘合剂。在一个实施方式中，胶带产品具有至少两层粘合剂，至少一层在基底的每个相对侧上。在另一实施方式中，胶带产品具有至少两层粘合剂组合物，并且该至少两层在基底的同一侧上。多层粘合剂组合物可以在基底的每一侧上或仅一侧上。
基底
本主题胶带产品可以利用广泛的基底。可以选择的基底可以是旨在用于转移胶带操作的任何片材或薄膜基底。这些基底包括金属卷、金属片材、金属箔、聚合物薄膜、纸和其组合。在一些例子中，基底称为工件。基底可以是单层片材或薄膜，或它们可以是多层构造。这些包括聚合物薄膜和多层聚合物薄膜。多层构造和聚合物薄膜具有两层或更多层。多层构造和聚合物薄膜的层可以具有相同组成和/或尺寸，或它们可以是不同的。基底可以是任意上面的片材或薄膜材料，并且另外，基底可以包括与其他层组合的这种材料的工件或剥离衬垫。基底可以具有适合于旨在用于转移胶带操作中的卷、片材或薄膜基底或组件操作中的工件的任何厚度。典型的厚度在0.3至大约20密耳的范围内。
金属箔包括诸如铜、金、银、锡、铬、锌、镍、铂、钯、铁、铝、钢、铅、黄铜、青铜和前述金属的合金的这种金属的箔。这种合金的实例包括铜/锌、铜/银、铜/锡/锌、铜/磷、铬/钼、镍/铬、镍/磷等等。金属箔可以连接或粘附至聚合物片材或薄膜以形成多层层压件或构造。可以连接至这些金属箔的聚合物片材和薄膜的实例包括但不限于聚酰亚胺和聚酯片材和薄膜。
聚合物薄膜包括聚烯烃(线性或分支的)、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酯、聚酯共聚物、聚氨酯、聚砜、聚偏1,1-二氯乙烯、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、基于乙烯甲基丙烯酸的钠或锌盐的离子交联聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、纤维素、氟塑料、丙烯酸聚合物和共聚物、聚碳酸酯、聚丙烯腈、和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。在该组中包括的是丙烯酸酯，诸如乙烯甲基丙烯酸、乙烯丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸和乙烯丙烯酸乙酯。在该组中还包括的是具有例如2至大约12个碳原子和在另一实施方式中2至大约8个碳原子的烯烃单体的聚合物和共聚物。这些包括具有从2至大约4个碳原子每分子的α烯烃的聚合物。这些包括聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯和其共聚物。这种共聚物的实例是乙烯与1丁烯的共聚物，其具有并入共聚物分子从大约1至大约10重量百分比的1-丁烯共聚单体。有用的聚乙烯具有各种密度，包括低、中和高密度范围。由共聚物的掺合物或共聚物与均聚物的掺合物制备的薄膜也是有用的。薄膜可以被挤出为单层薄膜或多层薄膜。
纸基底包括纸、白土涂布纸、玻璃纸、由稻草、树皮、木材、棉花、亚麻、玉米秆、甘蔗、甘蔗渣、竹子、大麻和类似纤维素材料通过诸如苏打、亚硫酸盐或硫酸盐(牛皮纸)方法、中性亚硫酸盐蒸煮方法、碱氯(alkali-chlorine)方法、硝酸方法、半化学方法等方法制备的纸板。虽然可以采用任何基重的纸张，但是具有从大约20至大约150磅每令(lb/ream)范围内的基重的纸是有用的。
基底可以是聚合物涂覆的纸或薄膜，其主要由以聚合物涂层涂覆或粘附在一侧或两侧的纸或薄膜的片材组成。聚合物涂层——其可以由高、中或低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯和其他类似聚合物薄膜组成——被涂覆或粘附至基底表面上以添加强度和/或尺寸稳定性。这些类型的涂布纸基底的重量可以在宽范围内改变，在大约20至大约150磅每令的重量是有用的。这些类型的涂布薄膜基底的厚度可以在宽范围内改变，厚度通常在大约1.5密耳至6密耳的范围内。
剥离衬垫
本主题的各种胶带产品可以任选地包括一种或多种剥离衬垫或剥离衬垫组件。剥离衬垫广泛地获得自多个商业供应商。在许多实施方式中，如果使用剥离衬垫，剥离衬垫包括剥离剂的涂层，剥离剂可以是例如基于硅氧烷的剥离剂，诸如聚有机硅氧烷或氟改性的聚有机硅氧烷、氟硅氧烷、其掺合物或共聚物。可选地，可以使用剥离衬垫，而没有剥离剂，只要粘合剂从剥离衬垫剥离。任何上面提到的基底和基底组合可以是用作剥离衬底。一个这种实例包括在一侧上涂覆有聚烯烃层和在相对侧上涂覆有氟硅氧烷剥离剂的聚酯薄膜。
粘合剂层(一层或多层)
各种胶带产品包括本文中描述的硅氧烷粘合剂(一种或多种)的一个或多个层或区域。
硅氧烷粘合剂的厚度通常为从大约5微米至大约150微米，和在某些实施方式中大约100微米。然而，应当理解，本主题包括具有大于或小于这些值的粘合剂层厚度的胶带产品。胶带产品可以以若干形式提供，诸如单个剥离衬垫(双侧剥离能力)，使用两个剥离衬垫(每个衬垫至少单侧剥离能力)。
方法
本主题还提供降低组件中——特别是在金属工件的焊接组件中——的振动和噪音的各种方法。在一个实施方式中，提供方法，其包括提供工件或基底。工件是金属或至少包括金属部分或区域。这种工件的非限制性实例包括汽车或交通工具零件，诸如车身板件、结构零件、和框架构件。方法还包括提供如本文中描述的一种或多种粘合剂。粘合剂一般包括基于硅氧烷的粘合剂基质和在基质中分散的金属或导电微粒。方法还包括将工件或基底粘附至另一工件和/或至基底。该粘附操作通常通过在一个或两个工件或基底的期望区域(一个或多个)上沉积粘合剂，然后将零件接触在一起来执行。在适当地将零件放置在一起后，沿邻接的零件表面之间的界面的至少部分布置粘合剂，形成粘合剂粘合。得到的组件还可以被焊接，诸如通过沿提到的界面的全部或部分焊接。
在许多应用中，本主题供电阻点焊方法(也称为“点焊”或RSW)使用。还设想了点焊的变体，诸如凸焊。本主题可以结合广泛的焊接方法和技术使用，包括但不限于自动保护金属极电弧焊(SMAW)(也称为“手工电弧焊(stick welding)”)、气体保护钨极电弧焊(GTAW)(也称为“TIG”)、金属极隋性气体保护焊(GMAW)(也称为“MIG”)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)、埋弧焊(SAW)和电渣焊(ESW)。虽然本主题通常与焊接方法一起使用，但是应当理解的是，本主题组件和方法不需要焊接并因而，可以是“无焊接的(welding-free)”或“无焊的(weld-free)”。因而，本主题的粘合剂起到在焊接之前、期间和之后抑制组件中和在不被焊接的组件中的振动的作用。
组件
本主题还提供各种减振组件。一般地，这种组件包括工件或基底，包括基于硅氧烷的粘合剂基质和在基质中分散的金属微粒的粘合剂，和第二工件或基底。粘合剂布置在工件或基底和第二工件或基底之间并接触工件或基底和第二工件或基底，并在第二工件或基底的振动之后，通过粘合剂抑制振动。组件可以是对称或非对称的，意味着基底或工件可以在粘合剂的两侧上相同或可以不同。
实施方式
图1是根据本主题的粘合的组件10A的示意图。粘合的组件10A包括第一基底20，其限定相对地定向的侧22和24，以及在其之间延伸的边缘25。粘合的组件10A还包括第二基底30，其限定相对地定向的侧32和34，以及在其之间延伸的边缘35。粘合的组件10A还包括布置在基底20、30之间，以及具体地在第一基底20的侧24和第二基底30的侧32之间的一层或一定量粘合剂40。粘合剂40的层或区域沿每个基底20、30上周围边缘区域布置。
图2是根据本主题的粘合的组件10B的示意图。粘合的组件10B包括第一基底20，其限定相对地定向的侧22和24。粘合的组件10B还包括第二基底30，其限定相对地定向的侧32和34。粘合的组件10B还包括布置在基底20、30之间，以及具体地在第一基底20的侧24和第二基底30的侧32之间的一层或一定量粘合剂40。粘合剂40的层或区域沿每个基底20、30中每个面的大部分或基本上全部延伸。
图3是根据本主题的粘合的组件10C的示意图。粘合的组件10C包括第一基底20，其限定相对地定向的侧22和24，以及在其之间延伸的边缘25。粘合的组件10C还包括第二基底30，其限定相对地定向的侧32和34，以及在其之间延伸的边缘35。粘合的组件10C还包括布置在基底20、30之间，以及具体地在第一基底20的侧25和第二基底30的侧35之间的一层或一定量粘合剂40。
图4和4A是根据本主题的胶带产品100A的示意性图解。胶带100A包括剥离衬垫110，其限定相对地定向的面112和114。胶带100A还包括粘合剂层120，其布置在剥离衬垫110上并具体地在衬垫或基底110的面112上。粘合剂层120限定相对地定向的面122、124。胶带100A可以任选地包括布置在粘合剂层120上和具体地粘合剂层120的面122上并覆盖其的剥离衬垫(未显示)。
图5和5A是根据本主题的另一胶带产品100B的示意性图解。胶带100B包括剥离衬垫110，其限定相对地定向的面112和114。胶带100B还包括第一粘合剂层120，其布置在剥离衬垫110上并具体地在剥离衬垫110的面112上。第一粘合剂层120限定相对地定向的面122、124。胶带100B还包括第二粘合剂层130，其布置在背衬和具体地剥离衬垫110的面114上。第二粘合剂层130限定相对地定向的面132、134。
实施例
粘合剂的制备
根据本主题的可焊接的和减振粘合剂的样品制备如下，如表6中所概括。
表2–粘合剂制剂实施例1
成分 重量(kg)
Dow Corning Q2-7735 102.0
Dow Corning 7651 60.0
ALUPOR RO500 0.9
PEROXAN BP 50W 3.2
甲苯 根据需要
部分A的制备包括在混合容器中将表6中提到的硅氧烷PSA成分与溶剂掺合。按需添加溶剂以控制粘度在通常粘合剂涂覆方法的目标范围内。部分B包括向部分A缓慢添加金属糊同时混合。在单独的容器中，部分C包括过氧化物交联剂和以完全溶解交联剂的浓度的溶剂的预混合溶液。然后将部分C以4单独等分试样添加至部分B，同时搅拌。
在混合上面提到的粘合剂制剂之后，将粘合剂涂覆至剥离衬垫或基底上。可以使用任何常规粘合剂涂覆仪器和方法。然后加热剥离衬垫或基底上的粘合剂以助于溶剂移除交联或固化。在66℃(150°F)下1分钟用于溶剂移除随后在177至204℃(350至400°F)下2分钟的固化对包含过氧化苯甲酰的粘合剂是典型的。因此，加热常常在不同温度下在温度多区烘箱或多个烘箱中发生。如果剥离衬垫或基底材料的仪器和类型允许使用较高固化温度，那么固化时间可以被缩短。
其他实施例：表3-5，结果参见图6，类似于实施例1制备、涂覆和交联实施例2至4。
表3–粘合剂制剂实施例2
成分 重量(kg)
Dow Corning Q2-7735 72.8
Dow Corning 7651 100.1
ALUPOR RO500 0.9
PEROXAN BP 50W 3.2
甲苯 根据需要
表4–粘合剂制剂实施例3
成分 重量(kg)
Dow Corning Q2-7735 117.0
Dow Corning 7651 40.1
ALUPOR RO500 0.9
PEROXAN BP 50W 3.2
甲苯 根据需要
表5–粘合剂制剂实施例4
成分 重量(kg)
Dow Corning Q2-7735 146.0
Dow Corning 7651 0
ALUPOR RO500 0,9
PEROXAN BP 50W 3.2
甲苯 根据需要
将胶带转移至基底或工件。为了测量减振结果，制造对称或非对称组件。
在ASTM E 756-98“Standard Test Method for Measuring Vibration–DampingProperties of Materials”中描述了复合损耗因数的测定。
振动测试
使用根据本主题的一层粘合剂将具有3mm的厚度的钢薄片的各种样品粘附地粘合在一起。形成粘合的样品，其中粘合剂中硅氧烷成分的重量比，即基础硅氧烷与硅氧烷胶的比从50：50至100：0改变。使用50：50、70：30和80：20的比制备根据本主题的三个粘合剂样品。使用100：0的比制备比较样品。然后使粘合的样品经受减振测试，其中在温度范围内和在施加50Hz振动后测量每个粘合的样品的复合损耗因数。根据ASTM E 756-98执行减振测试。
图6是图解来自实施例1-4的提到的减振测试的结果的图表。如在图6中明显的，在施加50Hz振动后，根据本主题的粘合剂展现了(i)在大于50℃的温度下小于0.10的峰值复合损耗因数，和(ii)在小于40℃的温度下大于0.1的复合损耗因数。
图7显示了在50Hz下不同厚度的根据不同主题的制剂的阻尼数据。表6显示了图7中曲线的原始数据。
表6.图7的原始数据显示根据本主题随着温度范围的CLF数据以及峰值CLF。
图8是根据本主题的组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在50Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。数据显示三种不同交联剂水平和在两种不同的厚度，表7。
表7.图8的原始数据显示根据本主题随着温度范围的CLF数据和峰值CLF。
图9是根据本主题的对称组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在1000Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。
表8.图9的原始数据显示根据本主题随着温度范围的CLF数据和峰值CLF。
温度 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 峰值CLF
在1000Hz下ECR22123-50μ 0,108094 0,175615 0,131872 0,057868 0,02241 0,176558
图10是根据本主题的在对称组件中粘合剂的阻尼曲线的图表，显示了在8000Hz下复合损耗因数(CLF)对温度(℃)。
表5.图10的原数据显示根据本主题的在温度范围内的CLF数据和峰值CLF。
温度 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 峰值CLF
在8000Hz下ECR22123-50μ 0,058981 0,028204 0,001282 0,000815 0,000652 0,059476
额外的测试
进一步地，如图8和表3中所描绘，收集不同交联剂水平的数据。数据显示不是在所有交联剂水平下都能实现0.10的CLF。需要最小交联剂水平一致地实现该值，在该情况中，水平2和3交联剂水平满足0.1CLF标准，但不是在水平1交联剂。然而，数据还显示硅氧烷PSA沉积的显著性。水平1交联剂水平在100μm厚度下满足0.10CLF标准，而在50μm厚度下不满足。表3.图8的原始数据显示了具有在要求保护的范围中的CLF和峰值CLF的阻尼的温度以及相关温度。
图11显示了不同交联剂水平的剥离性能。该数据清楚地显示了对于特定类型的氟硅氧烷衬垫，剥离值随着降低的交联剂水平而降低。因此，降低的交联剂可以是有益的。图12是使用不同剥离衬垫的根据本主题的胶带产品的剥离性能的图表。通过使用不同的剥离衬垫，剥离性能是不同的。
虽然已经结合焊接金属成分描述了本主题，但是应当理解，使用本主题的减振粘合剂也可以将其他类型的工件连接在一起。例如，工件可以由复合材料形成，诸如玻璃纤维和/或基于树脂的聚合物材料。
从该技术的未来应用和发展，许多其它益处将毫无疑问地变得明显。
本文中提到的所有专利、申请、标准和文章通过引用以其全部并入。
本主题包括本文中描述的特征和方面的所有可操作的组合。因而，例如，如果关联实施方式描述了一个特征并关联另一实施方式描述了另一特征，那么应当理解，本主题包括具有这些特征的组合的实施方式。
如以上所描述，本主题解决了与先前策略、系统和/或装置相关联的许多问题。然而，应当理解，本领域技术人员可以做出零件的细节、材料和布置中的各种变化——其已经在本文中描述并图解以解释本主题的本质——而不背离如所附权利要求中表达的要求保护的主体的原理和范围。

Claims (34)

1.一种可焊接的和减振的粘合剂组合物，其包括：
a)基于硅氧烷的压敏粘合剂基质，
b)分散在所述基质中的导电或金属颗粒，
c)交联剂。
2.根据权利要求1所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂展现了在50Hz的频率下大于0.10和在8000Hz的频率下大于0.05的对称或非对称峰值复合损耗因数。
3.根据权利要求1-2所述的粘合剂组合物，其中所述基于硅氧烷的粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂，和(ii)硅氧烷胶、MQ树脂、和另一种硅氧烷粘合剂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中至少一种所述硅氧烷粘合剂包括a)具有链中和/或链端乙烯基官能性的聚有机硅氧烷胶，和b)MQ树脂。
5.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中至少一种所述硅氧烷粘合剂包括a)聚二甲基硅氧烷胶、聚甲基苯基硅氧烷胶、聚二甲基硅氧烷胶和聚甲基苯基硅氧烷胶的共聚物，或聚二甲基硅氧烷胶和聚二苯基硅氧烷胶的共聚物中的一种或多种，和b)MQ树脂。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述MQ树脂包含反应性硅烷醇和/或乙烯基官能性，或不具有反应性官能性。
7.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述交联剂是过氧化物或包含硅烷官能性的化合物。
8.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其进一步包括催化剂。
9.根据权利要求8所述的粘合剂组合物，其中所述催化剂能够催化硅氢化反应，诸如铂、铁、铜和/或铑。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述一种或多种粘合剂是无溶剂的或几乎无溶剂的。
11.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中(ii)是硅氧烷胶并且(i)与(ii)的重量比在从100：0至40：60的范围内。
12.根据权利要求11所述的粘合剂组合物，其中(i)与(ii)的比在95：5至55：45之间。
13.根据权利要求11所述的粘合剂组合物，其中(i)与(ii)的比在90：10至70：30之间。
14.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中所述基于硅氧烷的粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂和(ii)MQ树脂，并且所述硅氧烷粘合剂与MQ树脂的重量比在100：0至60：40的范围内。
15.根据权利要求14所述的粘合剂组合物，其中(i)与(ii)的比在95：5至80：20之间。
16.根据权利要求3所述的粘合剂组合物，其中所述基于硅氧烷的粘合剂基质包括(i)硅氧烷粘合剂和(ii)另一种硅氧烷粘合剂，并且(i)与(ii)的重量比在从100：0至0：100的范围内。
17.根据权利要求16所述的粘合剂组合物，其中(i)与(ii)的比在100：0至50：50之间。
18.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述导电颗粒或金属颗粒包括铝、铁、银、碳或PEDT。
19.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述金属颗粒包括铝微粒。
20.根据权利要求11所述的粘合剂组合物，其中至少90％的所述金属微粒具有小于71微米的粒径。
21.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中至少80％的所述金属颗粒具有小于45微米的粒径。
22.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中金属颗粒的浓度适于给出可焊接的粘合剂。
23.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中金属颗粒的浓度在0.2至10.0重量百分比的范围内。
24.根据上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述粘合剂是压敏粘合剂。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的粘合剂组合物，其中所述交联剂是过氧化物或包含硅烷官能性的化合物。
26.根据权利要求25所述的粘合剂组合物，其中所述交联剂是过氧化二苯甲酰。
27.一种胶带，其包含：
a)基底；和
b)上述权利要求中任一项所述的粘合剂组合物。
28.根据权利要求27所述的胶带，其中所述粘合剂以具有5微米至150微米的范围内的厚度的至少一层布置在所述基底上。
29.根据权利要求28所述的胶带，其中所述范围为10-100微米。
30.权利要求27-29中任一项所述的胶带，其中所述粘合剂作为单一层布置在基底或剥离衬垫上。
31.权利要求27中任一项所述的胶带，其中在所述基底上存在两层粘合剂组合物。
32.根据权利要求31所述的胶带，其中每层粘合剂组合物在所述基底的相对地定向的面上。
33.根据权利要求27所述的胶带，其中所述粘合剂作为两层或更多层布置在基底上，每个在所述基底的同一面上。
34.根据权利要求32所述的胶带，其进一步包括在所述基底的至少一个面上的至少一个粘合剂层上的至少一种额外的粘合剂组合物层。
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