CN108698488A - 用于制造带有构件的汽车玻璃的方法和在制造带有构件的汽车玻璃中使用的过热水蒸气室 - Google Patents

用于制造带有构件的汽车玻璃的方法和在制造带有构件的汽车玻璃中使用的过热水蒸气室 Download PDF

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Abstract

本发明包括:过热水蒸气室(10),该过热水蒸气室用于通过使用过热水蒸气产生装置(1)固化粘合剂来制造带有构件的汽车玻璃(20),该粘合剂用于将具有U形横截面的被粘物(21)粘合到汽车玻璃(20)的边缘部分(20a);和用于制造带有构件的汽车玻璃的方法,该方法使用该过热水蒸气室(10)。过热水蒸气室(10)设置有:主体(11),主体具有凹槽部分(111),凹槽部分能够覆盖汽车玻璃(20)的边缘部分(20a)以及被粘物(21);和过热水蒸气喷洒部分(12),过热水蒸气喷洒部分设置在凹槽部分(111)的两侧并将凹槽部分(111)夹在中间,过热水蒸气喷洒部分(12)朝向凹槽部分(111)喷洒过热水蒸气。

Description

用于制造带有构件的汽车玻璃的方法和在制造带有构件的汽 车玻璃中使用的过热水蒸气室
技术领域
本发明涉及一种用于生产具有构件的汽车玻璃的方法,以及一种在生产带有构件的汽车玻璃中使用的过热水蒸气室。更具体地,本发明涉及一种用于生产带有车门玻璃紧固保持器的汽车玻璃的方法,以及一种在生产带有车门玻璃紧固保持器的汽车玻璃中使用的过热水蒸气室。
背景技术
将车门玻璃紧固保持器附接到汽车玻璃上是已知的。各种粘合剂(诸如环氧基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、硅酮基粘合剂和改性的硅酮基粘合剂)通常用于附接车门玻璃紧固保持器。
其中,含有作为主要组分的聚氨酯并含有增塑剂、填充剂、颜料等的聚氨酯粘合剂被广泛用作接合材料、密封材料、粘合剂、覆盖材料等,以及在将汽车玻璃结合到汽车车身上时用于直接安装玻璃。用于这种应用场合的聚氨酯粘合剂是湿固化型粘合剂,并且该湿固化型粘合剂被分类为单组分湿固化型粘合剂和双组分湿固化型粘合剂,两者都通过由于空气中的湿气而产生交联反应的过程被固化。
湿固化型粘合剂在冬季的低温条件下由于它们的固化速度非常慢而需要数天时间来完成交联。这种趋势在单组分聚氨酯粘合剂中更为明显。已知用于加速这种湿固化型粘合剂的固化的方法是使用高温老化室的方法。但是,即使在温度为30℃至40℃、相对湿度为55%至60%RH的环境下,也需要15小时或更长时间,以便获得在实际使用中没有问题的强度。为了使粘合剂完全固化,在上述环境中需要72小时或更长时间。因此难以显著提高固化粘合剂的步骤的效率。
此外,需要相对大的区域来储存汽车玻璃长达15小时或更长时间。因此,需要提供远离生产线的大存储区域,这导致了增加汽车玻璃生产中的运输步骤数量的问题。另外,需要诸如用于控制湿度等的老化室之类的设备来固化粘合剂,这需要在设备方面进行大量的投资。
近年来,已经开发了技术来使用过热水蒸气促进粘合剂的固化,对于缩短了粘附后的老化过程和干燥过程并且能够以高效且节省空间的方式进行生产的技术,使用的是单组分热固性粘合剂或其固化通过加热被促进而不管它是单组分粘合剂还是双组分粘合剂的粘合剂(专利文献1等)
具有U形横截面的车门玻璃紧固保持器使用粘合剂被粘附到汽车玻璃,特别是粘附到车门玻璃。然而,车门玻璃的被供应热量的部分仅是车门玻璃紧固保持器部分。因此,如专利文献1中公开的对较大输送线的使用需要大量能量。此外,由于对于这种输送线通常使用耐热金属带式输送机,因此存在发生二次问题的风险,例如由金属与玻璃接触引起的玻璃划痕。
引文列表
专利文献
PTL 1:JP2002-069390A
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种用于以高效且节省空间的方式生产带有具有U形横截面的构件的汽车玻璃的方法,以及提供一种用于在生产带有具有U形横截面的构件的汽车玻璃中使用的过热水蒸气室。
解决问题的方案
本发明人发现,带有构件的汽车玻璃,特别是带有车门玻璃紧固保持器的汽车玻璃,可以通过特定方法而在短时间内使粘合剂固化来生产。由此实现了本发明。
更具体地说,本发明提供一种用于生产带有构件的汽车玻璃的方法,以及提供了一种根据下文第1项到第10项所述的用于在生产带有构件的汽车玻璃时使用的过热水蒸气室。
第1项、一种过热水蒸气室,所述过热水蒸气室用于使粘合剂固化,所述粘合剂用于将具有U形横截面的被粘物粘附到汽车玻璃的边缘部分,所述过热水蒸气室包括:
主体,所述主体具有凹槽部分,该凹槽部分能够覆盖汽车玻璃的边缘部分以及所述被粘物;和
一个或多个过热水蒸气喷出部分,所述过热水蒸气喷出部分用于朝向所述凹槽部分喷出过热水蒸气,所述一个或多个过热水蒸气喷出部分被设置在所述凹槽部分的两侧。
第2项、根据第1项所述的过热水蒸气室,其中,所述凹槽部分向下开口。
第3项、根据第1项或第2项所述的过热水蒸气室,其中,空气幕和/或覆盖帘被设置在所述主体的开口处。
第4项、一种用于生产带有构件的汽车玻璃的方法,所述方法包括:
使用粘合剂将具有U形横截面的被粘物粘附到汽车玻璃的边缘部分;和
使用过热水蒸气产生器固化所述粘合剂,从而将所述被粘物附接到所述汽车玻璃,
所述过热水蒸气产生器包括用于产生水蒸气的锅炉部分、用于过度加热在所述锅炉部分中产生的水蒸气的过度加热单元、以及根据第1项至第3项中任一项所述的过热水蒸气室,所述过热水蒸气室用于喷出由过度加热单元供应的过热水蒸气,
粘合剂固化步骤包括用过热水蒸气室的凹槽部分覆盖汽车玻璃的边缘部分以及被粘物,并且由过热水蒸气喷出部分从所述汽车玻璃的两侧将过热水蒸气喷洒到被粘物。
第5项、根据第4项所述的方法,其中,所述过热水蒸气室包括一个或多个加热器,所述一个或多个加热器的温度为120℃至400℃。
第6项、根据第4项或第5项所述的方法,其中,所述过热水蒸气喷洒10秒到120秒。
第7项、根据第4项至第6项中任一项所述的方法,其中,供应至过度加热单元的水蒸气的压力为0.1MPa至0.3MPa。
第8项、根据第4项至第7项中任一项所述的方法,其中,所述被粘物是包含选自下述成分组成的组的至少一种成分的构件:聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、以尼龙6和尼龙66为代表的聚酰胺、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、ABS和AES。
第9项、根据第4项至第8项中任一项所述的方法,其中,所述粘合剂包含双组分改性的硅酮/环氧粘合剂、单组分固化聚氨酯粘合剂和/或双组分聚氨酯粘合剂。
第10项、根据第4项至第9项中任一项所述的方法,其中,将基层处理剂施加到被粘物的粘合表面和/或汽车玻璃的粘合表面上。
本发明的有益效果
本发明使得粘合剂能够在短时间内固化而不需要大型设备,因此在将具有U形横截面的构件附接到汽车玻璃的过程中显著降低了能耗成本并提高了工作空间效率。因此,将具有U形横截面的构件附接到汽车玻璃的过程可以作为汽车生产线的一部分被并入,从而允许汽车的有效制造。此外,本发明能够保持稳定的质量,而不管例如汽车玻璃的曲率差异或待附接的构件的尺寸和形状。
附图说明
图1为示出了根据本发明的过热水蒸气产生器的结构的框图。
图2为示出了图1的过热水蒸气产生器中的过热水蒸气室的结构的透视图。
图3为图2的过热水蒸气室的侧视图。
图4为示出了设置在图2的过热水蒸气室的开口处的覆盖帘的侧视图。
图5为示出了设置在图2的过热水蒸气室的开口处的空气幕的侧视图。
图6为示出了根据本发明的过热水蒸气室的另一个实施例的透视图。
图7为示出了根据本发明的过热水蒸气室的另一个实施例的透视图。
图8为示出了根据本发明的过热水蒸气室的另一个实施例的透视图。
图9为示出了根据本发明的带有构件的汽车玻璃的实施例的正视图。
图10为示出了根据本发明的带有构件的汽车玻璃的另一个实施例的正视图。
图11为示出了根据本发明的带有构件的汽车玻璃的另一个实施例的正视图。
图12为示出了根据本发明的被粘物的实施例的透视图。
图13为示出了根据本发明的被粘物的另一个实施例的透视图。
图14为示出了将被粘物粘附到根据本发明的汽车玻璃上的步骤的透视图。
具体实施方式
1.过热水蒸气产生器
根据本发明的过热水蒸气产生器1是用于固化粘合剂的装置,该粘合剂用于将具有U形横截面的被粘物21粘附到汽车玻璃20的边缘部分20a。如图1所示,过热水蒸气产生器1包括用于产生水蒸气的锅炉部分2,用于过度加热在锅炉部分2中产生的水蒸气的过度加热单元3,以及用于喷出从过度加热单元供应的过热水蒸气以固化粘合剂的过热水蒸气室10。过度加热单元3被设置成连接到锅炉部分2,并且过热水蒸气室10被设置成连接到过度加热单元3。对于锅炉部分2和过度加热单元3,使用任何已知的锅炉和过度加热单元。
1.1.过热水蒸气室
如图2和图3所示,过热水蒸气室10包括主体11,以及设置在主体11内部的过热水蒸气喷出部分12和加热器13。在图2和图3中,为了简化对主体11的开口11a的说明,省略了覆盖帘16或空气幕43,覆盖帘或空气幕将在下文描述。在下面的描述中,基于图2中的视图定义上/下方向,并且通过将图2中的近侧(示出了汽车玻璃20等所在的侧)设置为前侧来定义前/后方向。垂直于上/下方向和前/后方向的方向被定义为右/左方向。
主体11具有中空的箱状形状。从耐腐蚀性的角度考虑,主体11的材料可以是不锈钢材料或类似的材料。在主体11中,形成能够覆盖汽车玻璃20的边缘部分20a并覆盖被粘物21的凹槽部分111。凹槽部分111向下开口到主体11的下表面并且向上凹入。凹槽部分111沿着左/右方向大致设置在主体11的中央,并且沿前/后方向延伸穿过主体11的两侧。由于凹槽部分111向下开口,因此由过热水蒸气室10中的过热水蒸气形成的水滴在其自身重量的作用下落到过热水蒸气室10的外部,并且不会停留在过热水蒸气室10中,从而防止粘合剂(利用该粘合剂将汽车玻璃20粘附到被粘物21)因为水滴而变湿。
过热水蒸气喷出部分12被设置在凹槽部分111的两侧(左侧和右侧),以沿着前/后方向延伸。在该实施例中,各自具有管状形状的过热水蒸气喷出部分12在左侧和右侧在竖直方向上彼此间隔开,每侧有四个过热水蒸气喷出部分。在左侧和右侧的过热水蒸气喷出部分12(每侧四个)从顶部开始依次成对设置。每对过热水蒸气喷出部分12的端部(前端部)与主体11内的U形管连接。该对过热水蒸气喷出部分12的另一端部(后端部)从主体11的侧表面部分露出,并且该对过热水蒸气喷出部分12的该另一端部连接到主体11外部的Y形管的分支部分。过热水蒸气喷出部分12经由Y形管连接到过度加热单元3,并且过热水蒸气从过度加热单元3被供应到每对过热水蒸气喷出部分12。在过热水蒸气喷出部分12中,形成喷出端口121,以用于将从过度加热单元3供应的过热水蒸气喷到过热水蒸气室10中。每个喷出端口121可以采用任何形状并且在凹槽部分111的一侧开口。沿着过热水蒸气喷出部分12的纵向方向设置有多个喷出端口121。
加热器13设置在设有过热水蒸气喷出部分12的喷出端口121的这一侧(在凹槽部分111的一侧)。加热器13也设置在凹槽部分111上方。每个加热器13具有管状形状并且具有使加热器13可以被容纳在主体11中的长度。在该实施例中,加热器13设置在左侧和右侧,每侧四个,以便沿前/后方向与过热水蒸气喷出部分12平行地延伸,并且在凹槽部分上方111设置有三个加热器13,以沿前/后方向延伸。对于加热器13,例如使用护套式加热器。通过设置加热器13,可以保持过热水蒸气室10中的温度,并且还可以通过在喷出端口121开口所在的一侧设置加热器13来保持从喷出端口121喷出的过热水蒸气的温度。
与主体11的内部连通的排气管14设置在主体11的上表面上。排气管14使得能够将充满主体11的内部的水蒸气排放到主体11的外部,从而调节主体11中的压力。
主体11由设置在左右两侧的一对支腿部分15支撑。由于支腿部分15,主体11被保持在如下高度:在该高度处,带有被附接到边缘部分20a的被粘物21的汽车玻璃20可以被插入到凹槽部分111中。在该对支腿部分15之间,沿前/后方向延伸的轨道30设置在凹槽部分111下方的位置处。在轨道30上,设置有能够在轨道30上行进的基座31。以将汽车玻璃20放置在基座31上的方式在轨道30上输送汽车玻璃20,并且该汽车玻璃被插入到过热水蒸气室10中。
如图4所示,覆盖帘16被设置在凹槽部分111的处于主体11的下表面和两个侧表面上的开口11a处(另参见图2和图3)。覆盖帘16包括多个细柱形的或条形的帘构件,并且通过以刷状的方式将多个帘构件附接到开口11a而不留有间隔的方法来构造该覆盖帘。帘构件例如通过将铁氟龙(注册商标)、涂覆有铁氟龙的玻璃纤维、硅酮橡胶、聚芳酰胺纤维等的似布材料加工成细的柱形形状或条形形状而形成。覆盖帘16通过下述方式被附接:以任何已知的方式将覆盖帘16的边缘部分粘合到开口11a的在形成主体11的壁表面(即下表面和侧表面)上的周缘。以这种方式将覆盖帘16附接到主体11的开口11a来防止主体11内的过热水蒸气从开口11a逸出到外部。
在另一个实施例中,如图5所示,将包括空气出口41和空气入口42的空气幕装置40(也可参见图2和图3)附接到主体11,该空气出口和空气入口在处于主体11的下表面和两个侧表面上的开口11a的相对的侧面处。从空气幕装置40的空气出口41吹出的空气被吸入空气幕装置40的空气入口42,从而产生空气幕43以覆盖开口11a。以这种方式在主体11的开口11a处产生空气幕43防止了主体11内的过热水蒸气从开口11a逸出到外部。在覆盖帘16被附接到开口11a的情况下,图5中所示的空气幕43可以在图4所示的覆盖帘16上产生。这使得能够更可靠地防止主体11中的过热水蒸气从开口11a逸出到外部。
过热水蒸气室10还可以被构造成使得凹槽部分111不穿过主体11的两侧并且使得主体11不在两侧上开口。另外,过热水蒸气室10不限于凹槽部分111开口至下表面的实施例。凹槽部分111可以开口至主体11的侧表面或上表面。在这种情况下,设置在主体11内部的过热水蒸气喷出部分12和加热器13可以被设置在根据凹槽部分111的开口而围绕凹槽部分111延伸所沿的作为轴线的前/后方向旋转的位置处。
对于过热水蒸气室10,可以使用单个过热水蒸气室10,或者可以如图6所示平行地设置两个过热水蒸气室10,使得在两个位置的被粘物21可以一次就被附接到汽车玻璃20上。此外,如图7所示,可以将过热水蒸气室10的主体11和凹槽部分111制造得较长,使得两个位置的被粘物21可以被一个过热水蒸气室10覆盖。此外,如图8所示,可以将过热水蒸气室10的主体11和凹槽部分111制造得较长,使得三片带有构件的汽车玻璃的被粘物21可以被一个过热水蒸气室10覆盖。
2.带有构件的汽车玻璃
带有通过本发明的方法生产的构件的汽车玻璃是粘附有一个或多个被粘物21(构件)的汽车玻璃20,如图9到图11所示。更具体地,通过使用粘合剂将一个或多个被粘物21粘附到汽车玻璃20上。
2.1.汽车玻璃
在本发明中,对汽车玻璃20没有特别限制。示例包括用于汽车的玻璃,例如钢化玻璃和包括作为中间层的聚乙烯醇缩丁醛树脂层等的夹层玻璃。本发明的方法能够使粘合剂在短时间内固化而不会过度加热,因此特别适用于由于过度加热而会出现问题的汽车玻璃20。例如,在钢化玻璃的情况下,对未处理的玻璃进行热处理,从而提高表面强度。因此,如果玻璃在附接被粘物21(诸如车门玻璃紧固保持器)时暴露于过高的温度,则玻璃本身的强度降低。在夹层玻璃的情况下,当经受过度加热时,夹层中的树脂(诸如聚乙烯醇缩丁醛)熔化并发泡,导致强度下降、外观不良等问题。因此,本发明的不需要过度加热的方法特别适用于汽车玻璃20,诸如钢化玻璃和夹层玻璃。
汽车玻璃20可以被去油污以除去灰尘和油性成分。去油污通常用有机溶剂进行。对用于去油污的有机溶剂没有特别限制。有机溶剂的典型示例包括低级醇溶剂(诸如甲醇、乙醇和异丙醇)和酮类(诸如丙酮和甲基乙基酮)。
1.2.被粘物
在本发明中,被粘物21是指车门玻璃紧固保持器。对车门玻璃紧固保持器21的形状没有特别限制。车门玻璃紧固保持器21可以是其中保持器21的一侧将被粘附到汽车玻璃20的保持器、可以是可具有带有U形横截面以保持汽车玻璃20的保持器、或者可以是被分为两部分的保持器。特别优选的是,车门玻璃紧固保持器21具有U形横截面。对粘合表面的尺寸没有特别限制,考虑到汽车玻璃20的尺寸、重量和形状,可以选择任何尺寸。
在该实施例中,如图12所示,车门玻璃紧固保持器21包括连接部分211、底壁部分212、内壁部分213和外壁部分214,该连接部分连接到用于使汽车玻璃20上下移动的升降装置,该底壁部分从连接部分211沿着汽车玻璃20的边缘部分20a(下表面)延伸,该内壁部分从底壁部分212沿着汽车玻璃20的内表面延伸,该外壁部分从底壁部分212沿着汽车玻璃20的外表面延伸。内壁部分213和外壁部分214设置有多个肋215,该肋从面对汽车玻璃20的表面突出并且在保持器和汽车玻璃20之间形成将用粘合剂填充的间隙。多个肋215沿图12中的上/下方向延伸。外壁部分214的上部中央是粘合剂填充部分。用粘合剂填充该部分使得在保持器和汽车玻璃20之间积聚的粘合剂的厚度能够大于该多个肋215的高度。
汽车玻璃20和车门玻璃紧固保持器21之间的间隙,即粘合剂的厚度,优选为0.1mm至3.0mm、特别优选为0.2mm至1.0mm。如果粘合剂的厚度为0.1mm或更小,则缓冲效果可能降低,导致汽车玻璃20破碎。如果粘合剂的厚度超过3.0mm,则当汽车玻璃20上下移动时发生振动。只要能够保持汽车玻璃20和车门玻璃紧固保持器21之间的所需间隙,就可以自由地选择在车门玻璃紧固保持器21的粘合部分处的肋215的宽度、数量等。
如图13所示,车门玻璃紧固保持器21的内壁部分213和外壁部分214可以被减薄并具有多个通孔216,以便提高传热效率。
对于被粘物(车门玻璃紧固保持器)21的材料,可以使用诸如钢、不锈钢、铝等金属;然而,诸如以聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯树脂、聚酰胺树脂和聚缩醛树脂的工程塑料等是合适的。其中,聚对苯二甲酸丁二醇酯是最合适的。为了增加强度,材料可以包含玻璃纤维或者可以是具有例如ABS或聚碳酸酯的合金。聚对苯二甲酸丁二醇酯的具体示例是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。这种聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以以商品名DURANEX从日本宝理塑料株式会社商购获得、以商品名NOVADURAN从日本三菱工程塑料株式会社商购获得,以及以商品名TORAYCON从日本东丽株式会社商购获得。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂不限于这些。
通过使用已知的注射成型来模制被粘物21,但不限于此。
可以在粘合之前对被粘物21进行去油污,以除去粘合表面上的灰尘或油性成分。去油污通常用有机溶剂进行。有机溶剂的典型示例包括但不限于低级醇(诸如甲醇、乙醇和异丙醇)和酮类(诸如丙酮和甲基乙基酮)。
另外,虽然没有特别限制,但是可以将通常被称为基层处理剂的合成树脂、多异氰酸酯组合物等施加到粘合表面,或者可以对粘合表面进行物理表面改性处理,诸如电晕处理或等离子处理。
2.3.粘合剂
本发明的粘合剂例如是通过加热促进其固化的粘合剂。具体示例包括已知的热固性粘合剂,诸如丙烯酸粘合剂、环氧基粘合剂、聚氨酯基粘合剂、硅酮基粘合剂和改性的硅酮基粘合剂。这些粘合剂可以是单组分或双组分粘合剂。从用于汽车玻璃20和被粘物21之间的粘合性的角度考虑,优选双组分改性的硅酮/环氧粘合剂、单组分热固性聚氨酯粘合剂和双组分聚氨酯粘合剂,它们都具有良好的结果。另外,当车门玻璃紧固保持器21的内壁部分213的形状改变为其中不设置有肋215的形状时,例如,呈双面胶带形式的丙烯酸环氧树脂或含有作为主要组分的反应性酚醛树脂和丁腈橡胶的薄膜可被用作为粘合剂。
2.3.1.双组分改性的硅酮/环氧粘合剂
双组分改性的硅酮/环氧粘合剂是一种如下的粘合剂:该粘合剂包含含烷氧基甲硅烷基的聚合物、用于含烷氧基甲硅烷基的聚合物的固化催化剂、乙烯基聚合物、环氧树脂、环氧固化剂和无机填充剂。
优选地,含烷氧基甲硅烷基的聚合物大致具有作为其主链的聚氧化亚烷基结构,并含有至少一个选自下述组的作为烷氧基甲硅烷基基团的成分,该组由二烷基单烷氧基甲硅烷基、单烷基二烷氧基甲硅烷基和三烷氧基甲硅烷基组成。
含烷氧基甲硅烷基的聚合物需要每分子具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团。就反应性而言,含烷氧基甲硅烷基的聚合物优选具有两个或更多个烷氧基甲硅烷基基团,其可赋予快速固定到粘合剂层的临时固定能力。烷氧基甲硅烷基基团的数量可以是三个或四个。当烷氧基甲硅烷基基团的数量为五个或更多个时,储存稳定性降低,并且粘合剂固化层的抗振性变得不足,这是不希望的。因此,二到四个是最佳的。
对含烷氧基甲硅烷基的聚合物没有特别限制,只要它是含有烷氧基甲硅烷基基团的聚合物即可。含烷氧基甲硅烷基的聚合物的优选主链结构是聚氧化亚烷基结构,聚氧化亚烷基结构由-(R-O)n-表示,其中R是亚烷基。亚烷基的示例包括亚乙基、亚丙基、异亚丁基、四亚甲基等。这些亚烷基可以共存。从反应性和反应后的性质的角度来看,含烷氧基甲硅烷基的聚合物的分子量以数均分子量(Mn)计优选地为约500至30,000。更优选地,Mn为2000至20,000。
含烷氧基甲硅烷基的聚合物优选地具有二烷基单烷氧基甲硅烷基、单烷基二烷氧基甲硅烷基和三烷氧基甲硅烷基中的至少一种,以作为烷氧基甲硅烷基基团。烷氧基的示例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基等。特别优选地,含烷氧基甲硅烷基的聚合物含有单甲基二甲氧基甲硅烷基和三甲氧基甲硅烷基。最优选地,含烷氧基甲硅烷基的聚合物含有单甲基二甲氧基甲硅烷基和三甲氧基甲硅烷基。当然,含烷氧基甲硅烷基的聚合物可以是具有各种烷氧基甲硅烷基基团的聚合物的混合物,优选地,含单甲基二甲氧基甲硅烷基的硅酮聚合物和含三甲氧基甲硅烷基的硅酮聚合物的混合物可以被用作为含有单甲基二甲氧基甲硅烷基和三甲氧基甲硅烷基两者的含烷氧基甲硅烷基的聚合物。
用于获得具有作为主链结构的聚氧化亚烷基结构并含有烷氧基甲硅烷基的聚合物的优选方法是一种如下的方法:在该方法中,在已知条件下将亚烷基氧化物(例如,亚乙基氧化物或亚丙基氧化物)与诸如为二醇(例如乙二醇或丙二醇)的多元醇反应;与三醇(例如甘油或己三醇)反应;与四醇(例如,季戊四醇或双甘油)反应;或者与山梨糖醇反应,以获得聚氧化亚烷基聚合物,然后引入烷氧基甲硅烷基基团。优选的聚氧化亚烷基聚合物是二价至六价聚氧化亚丙基多元醇,特别是聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇。
将烷氧基甲硅烷基基团引入聚氧化亚烷基聚合物中的第一种方法是将不饱和双键引入聚氧化亚烷基聚合物的末端羟基、然后对由下式表示的氢化硅烷基化合物进行反应的方法:HSi(OR1)2(R2)和/或HSi(OR1)3(其中,R1可以相同或不同,并且各自代表氢原子或C1-5烷基,R2代表C1-10烷基或C6-20芳基)。
不饱和双键例如可以通过下述方式而被引入:使具有不饱和双键和与羟基反应的官能团的化合物与聚氧化亚烷基聚合物的羟基反应,以通过醚键、酯键、氨基甲酸酯键、碳酸酯键等键合它们。在聚合氧化亚烷基时,可以加入含烯丙基的环氧化合物(如烯丙基缩水甘油醚)来进行共聚合,从而将双键引入到聚氧化亚烷基聚合物的侧链中。
使上述氢化硅烷基化合物与引入的不饱和双键反应,从而获得烷氧基甲硅烷基被引入其中的含烷氧基甲硅烷基的聚合物。在与氢化硅烷基化合物的反应中,推荐使用铂基催化剂、铑基催化剂、钴基催化剂、钯基催化剂或镍基催化剂。其中,优选铂基催化剂,诸如氯铂酸、铂金属、氯化铂或铂烯烃络合物。与氢化硅烷化合物的反应优选在30℃至150℃、特别是60℃至120℃下进行数小时。
用于将烷氧基甲硅烷基基团引入聚氧化亚烷基聚合物中的第二种方法是下述的方法:在该方法中,使由下式R2-Si(OR1)2(R3NCO)和/或(R3NCO)Si(OR1)3(其中R1和R2与上文定义的相同,R3是C1-17二价烃基)表示的异氰酸酯甲硅烷基化合物与聚氧化亚烷基聚合物的羟基进行反应。在该反应中,可以使用已知的氨基甲酸酯化催化剂。反应通常在20℃至200℃、特别是50℃至150℃下进行数小时,从而获得含烷氧基甲硅烷基的聚合物。用于将烷氧基甲硅烷基基团引入聚氧化亚烷基聚合物中的第三种方法是下述的方法:在该方法中,使多异氰酸酯化合物(诸如甲苯二异氰酸酯)与聚氧化亚烷基聚合物的羟基反应以引入异氰酸酯基团,然后与由下式R2-Si(OR1)2(R3W)和/或(R3W)Si(OR1)3(其中,R1、R2和R3与上文定义的相同,W是选自羟基、羧基、巯基、伯氨基和仲氨基的活性氢基团)表示的化合物反应。含烷氧基甲硅烷基的聚合物可以通过W与异氰酸酯基的反应来获得。
作为第四种方法,可以使用如下方法:在该方法中,以与在第一种方法中相同的方式将不饱和双键引入聚氧化亚烷基聚合物的末端,然后与第三种方法中的化合物反应,其中W是巯基团。这些化合物的示例包括3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷等。在反应中,可以使用聚合引发剂,诸如自由基产生剂。在一些情况下,可以使用辐射或加热进行反应而不使用聚合引发剂。
对于聚合引发剂,可以使用过氧化物基聚合引发剂、偶氮基聚合引发剂、氧化还原基聚合引发剂、金属化合物催化剂等。具有反应性硅官能团的聚合引发剂也可被用作为过氧化物基聚合引发剂或偶氮基聚合引发剂。具体示例包括过氧化苯甲酰、叔烷基过氧酯、过氧化乙酰、过氧碳酸二异丙酯、2,2'-偶氮双(2-异丁腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基-4-三甲氧基甲硅烷基戊腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基-4-甲基二甲氧基甲硅烷基戊腈)等。第四种方法中的反应优选在20℃至200℃、特别是50℃至150℃下进行数小时至数十小时。
对于具有作为主链结构的聚氧化亚烷基结构并含有烷氧基甲硅烷基基团的聚合物,可以使用作为改性的硅酮聚合物的可商购获得的聚合物。示例包括可商购获得的产品,诸如商品名为Silyl SAT200(由日本钟渊化学工业株式会社生产)的产品,其具有作为末端结构的单甲基二甲氧基甲硅烷基基团。
双组分改性的硅酮/环氧粘合剂含有用于含烷氧基甲硅烷基的聚合物的固化催化剂。固化催化剂起促进烷氧基甲硅烷基基团的水解缩聚反应的作用。尽管该反应仅利用空气中的水分进行,但为了加速反应进程,推荐使用例如有机锡化合物、金属络合物、碱性化合物或有机磷化合物作为固化催化剂。对于每100质量份双组分改性的硅酮/环氧粘合剂的含烷氧基甲硅烷基的聚合物,固化催化剂的量优选为0.01至10质量份。
有机锡化合物的具体示例包括二月桂酸二丁基锡、二马来酸二丁基锡、邻苯二甲酸二丁基锡、辛酸亚锡、甲氧基二丁基锡、二乙酰乙酸二丁基锡、二丁基锡二叔碳酸酯、二丁基氧化锡以及二丁基氧化锡与邻苯二甲酸二酯的反应产物。金属络合物的示例包括钛酸酯化合物,诸如钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯和钛酸三乙醇胺;羧酸金属盐,诸如辛酸铅、环烷酸铅、环烷酸镍、环烷酸钴、辛酸铋和叔碳酸铋;乙酰丙酮金属络合物,诸如乙酰丙酮铝络合物和乙酰丙酮钒络合物;等等。
碱性化合物的示例包括氨基硅烷,诸如γ-氨基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨基丙基三乙氧基硅烷;季铵盐,诸如四甲基氯化铵和苯扎氯铵;由Sankyo Air Products有限责任公司生产的DABCO(注册商标)系列和由Sankyo Air Products有限责任公司生产的DABCOBL系列;含有多个氮原子的直链型或环型叔胺和季铵盐,诸如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯;等等。
有机磷化合物的示例包括单甲基磷酸、二正丁基磷酸、磷酸三苯酯等。
双组分改性的硅酮/环氧粘合剂含有作为必要组分的乙烯基聚合物。虽然原因尚不清楚,但乙烯基聚合物具有促进烷氧基甲硅烷基的水解缩聚反应的作用。形成乙烯基聚合物的单体的示例包括(甲基)丙烯酸;为C1-20烷基酯的(甲基)丙烯酸酯,诸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯和(甲基)丙烯酸十八烷基酯;(甲基)丙烯酸酯,诸如(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、由日本东亚合成株式会社生产的商品名为M-110和M-111的商品以及由壳牌化工公司生产的商品名为VeoVa 9和VeoVa 10的商品;丙烯腈、α-甲基丙烯腈;琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基酯、马来酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基酯、邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基酯;(甲基)丙烯酰胺;丙烯酸单体,诸如(甲基)丙烯酸缩水甘油醚;苯乙烯类单体,诸如苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯和对甲氧基苯乙烯;含乙烯基单体,诸如氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑、乙烯基醚和乙烯基缩水甘油醚;含烯丙基的单体,诸如烯丙基缩水甘油醚;2,4-二氰基丁烯-1、丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯和其他烯烃或卤代烯烃;不饱和酯;等等。它们可以单独使用,也可以两种及以上组合使用。
从提高粘合剂层的耐振性和耐热性的角度考虑,优选地选择其均聚物的Tg为0℃至200℃的单体。这类单体的示例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正十六烷基酯、甲基丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、由日本东亚合成株式会社生产的商品名为M-110和M-111的商品、由壳牌化工公司生产的商品名为VeoVa 9和VeoVa 10的商品、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯腈、琥珀酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、马来酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、氯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑等。其中,选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈和苯乙烯中的一种、两种或更多种单体是优选的。更优选地,组合使用这些单体中的两种或更多种。
在乙烯基聚合物的合成中,也可以使用含烷氧基甲硅烷基的单体。具体示例包括乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、三(2-甲氧基乙氧基)乙烯基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。其中,3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷和3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是优选的。这些含烷氧基甲硅烷基的单体优选与上述单体组合使用。基于100质量份的用于合成乙烯基聚合物的单体组分,含烷氧基甲硅烷基的单体的量优选为0.01质量%至10质量%。
可以通过诸如自由基聚合、阴离子聚合或阳离子聚合的已知方法来对上述单体进行聚合而得到乙烯基聚合物。聚合可在诸如二甲苯、甲苯、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯或乙酸丁酯溶剂的存在下进行。在聚合完成后,如果需要,可以通过诸如减压蒸馏的方法除去这种溶剂,然后可以将聚合物例如与含烷氧基甲硅烷基的聚合物或环氧树脂混合。但是,蒸馏掉溶剂的步骤很复杂;因此,推荐用于在上述含烷氧基甲硅烷基的聚合物存在的情况下聚合乙烯基聚合物的单体组分的方法,这是因为可以容易地获得两种组分的混合物。
特别优选的是在偶氮基聚合引发剂或过氧化物基聚合引发剂存在的情况下进行的自由基聚合方法。偶氮基聚合引发剂的示例包括2,2'-偶氮二(2-异丁腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基-4-三甲氧基甲硅烷基戊腈)、2,2'-偶氮双(2-甲基-4-甲基二甲氧基甲硅烷基戊腈)、以及由光纯药工业(WakoPure Chemical Industries)公司生产的商品名为VA-046B、VA-057、VA-061、VA-085、VA-086、VA-096、VA-601、V-65和VAm-110的商品。过氧化物基聚合引发剂的示例包括过氧化苯甲酰、过氧化叔烷基酯、过氧化乙酰基和过氧化碳酸二异丙酯。在这种情况下,聚合可以在链转移剂(诸如月桂基硫醇、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、硫代-β-萘酚、苯硫酚、正丁基硫醇、硫代乙醇酸乙酯、异丙基硫醇、叔丁基硫醇或γ-三甲氧基甲硅烷基丙基二硫化物)存在的情况下进行。
此外,改性的硅酮聚合物是含烷氧基甲硅烷基的聚合物和乙烯基聚合物的混合物,改性的硅酮聚合物已经以诸如ES-GX3406a(由日本旭硝子公司生产)、Silyl MA440、Silyl MA447和Silyl MA430(均由日本钟渊株式会社生产)的商品名销售。可以使用这些产品。
双组分改性的硅酮/环氧粘合剂含有环氧树脂和环氧固化剂。环氧树脂利用环氧固化剂被三维地固化,因此具有提高粘合剂层的耐热性和与玻璃的粘合性的作用。环氧树脂的示例包括已知的双酚型环氧树脂;联苯型环氧树脂;脂环族环氧树脂;多官能缩水甘油胺树脂,诸如四缩水甘油基氨基二苯基甲烷;多官能缩水甘油醚树脂,诸如四苯基缩水甘油醚;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。各种等级的环氧树脂可商购获得,因此可以使用这些产品。从工作性的角度考虑,优选分子量为约300至500的并且在常温下为液体的双酚A型液体树脂。
对环氧固化剂没有特别限制,只要它是常用的固化剂即可。可用的固化剂的示例包括胺,诸如三亚乙基四胺、二亚乙基三胺、间苯二甲胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、异佛尔酮二胺和2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚;叔胺盐;聚酰胺树脂;咪唑;和羧酸酐,诸如邻苯二甲酸酐;以及类似的化合物。特别地,在双组分改性的硅酮/环氧粘合剂中,优选使用脂肪胺基固化剂,利用该固化剂,固化反应相对快速地发生。还可以使用潜伏性固化剂,例如酮亚胺,在该潜伏性固化剂中,活性胺被空气中的水分阻挡和活化。对于每100质量份环氧树脂,环氧固化剂的用量可以为0.1至300质量份。
无机填充剂在固化前调节粘合剂的粘度和结构粘度指数、起增量剂的作用并且具有提高作为增强剂的粘合剂固化层的强度和耐热性的作用。无机填充剂优选是碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、滑石、云母等的粉末材料。对于碳酸钙,可以使用胶体碳酸钙和重质碳酸钙。
上述组分必须被含有,并且对于每100质量份的含烷氧基甲硅烷基的聚合物,优选地将乙烯基聚合物的量调节在1至200质量份的范围内、将环氧树脂的量调节在30至70质量份的范围内、以及将无机填充剂的量调节在10至300质量份的范围内。如果乙烯基聚合物的量太少,则不会发挥促进烷氧基甲硅烷基基团的水解缩聚反应的作用,而如果乙烯基聚合物的量太大,则含烷氧基甲硅烷基聚合物的优异的抗振性可能会受影响。如果环氧树脂的量太小,则粘合剂固化层的最终粘合强度、耐热性、耐化学性等可能不足,而如果环氧树脂的量太大,则抗振性可能降低。如果无机填充剂的量太小,则固化前粘合剂的粘度可能低于预期值,因此可能引起诸如流挂的问题,而如果无机填充剂的量太大,则工作性降低。
在这种粘合剂中,含烷氧基甲硅烷基的聚合物的固化反应是由空气中的水分引发的;因此,优选在使用前立即混合各组分。在混合时,优选避免与空气中的水分接触,以获得稳定的固化速率,而与外部环境无关。例如,建议在使用静态混合器等阻挡空气的同时混合组分。
考虑到适用期和缩短混合时间,可以使用双组分粘合剂,并且可以在使用前立即混合两种组分。如果将双组分改性的硅酮/环氧粘合剂分成试剂A和试剂B,例如,将含烷氧基甲硅烷基的聚合物掺入试剂A中,将用于含烷氧基甲硅烷基的聚合物的固化催化剂掺入试剂B中,将环氧树脂掺入试剂B中,并将环氧固化剂掺入试剂A中,从而延长适用期。当使用呈与含烷氧基甲硅烷基的聚合物混合的混合物形式的市售乙烯基聚合物作为乙烯基聚合物时,乙烯基聚合物被包含在试剂A中。然而,乙烯基聚合物可以被单独合成并掺入试剂B中。无机填充剂可以掺入试剂A或试剂B中,或掺入试剂A和试剂B中。在混合两种试剂的便易性方面,优选将无机填充剂掺入试剂A和试剂B中以使试剂A和试剂B具有相同的粘度。当试剂A和试剂B各自被制备时,可以使用已知的混合装置(诸如行星式混合器)。
这种粘合剂以日本小西株式会社的商品名MOS(注册商标)200和MOS(注册商标)300进行销售。
2.3.2.单组分固化聚氨酯粘合剂
单组分固化聚氨酯粘合剂的示例包括含有胺基潜伏性固化剂和固化催化剂的粘合剂以及含有包封在微胶囊中的异氰酸酯化合物的粘合剂。尽管没有限制,但优选含有包封在微胶囊中的异氰酸酯化合物的粘合剂。溶解微胶囊的壳的温度特别优选为约80℃至120℃。如果温度为80℃或更低,则粘合剂在所存在的环境中储存的期间可能随时间降解或经历变化,而如果温度为120℃或更高,则在固化时可能发生对被粘物的损坏。
聚氨酯组合物可含有填充剂、增塑剂、抗氧化剂、颜料、硅烷偶联剂、分散剂、溶剂等。
填充剂的示例包括碳酸钙、二氧化硅等。碳酸钙被广泛地分类为重质碳酸钙和沉淀碳酸钙。为了防止异氰酸酯基团与水分反应以提高储存稳定性,优选其表面用脂肪酸酯处理的沉淀碳酸钙。
对用于碳酸钙表面处理的脂肪酸酯的脂肪酸和酯没有限制。示例包括硬脂酸硬脂酸酯、硬脂酸月桂酸酯、棕榈酸硬脂酸酯和棕榈酸月桂酸酯。由一元醇得到的酯也是有用的。对用于表面处理的脂肪酸酯的量没有特别限制,并且优选根据碳酸钙的粒径而变化。脂肪酸酯的用量通常为碳酸钙重量的约1%至20%。
对于每100重量份氨基甲酸酯聚合物,用脂肪酸酯进行表面处理的沉淀碳酸钙的量优选地处于50重量份至150重量份的范围内。
二氧化硅分为亲水级和疏水级,可以使用两种等级。
增塑剂的示例包括邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二月桂酯(DLP)、邻苯二甲酸二丁基苄基酯(BBP)、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、磷酸三辛酯、磷酸三(氯乙基)酯、磷酸三(二氯丙基)酯、己二酸丙二醇聚酯、己二酸丁二醇聚酯、环氧硬脂酸烷基酯和环氧化大豆油。这些可以单独使用或组合使用。
抗氧化剂是一种有机化合物,其在光、热等中防止或抑制氧对自氧化物质的作用。自由基链抑制剂的示例包括丁基羟基甲苯(BHT),丁基羟基茴香醚(BHA),苯酚衍生物、二苯胺、苯二胺这一类,芳族胺、亚磷酸三苯酯这一类,和亚磷酸酯这一类等。
颜料分为无机颜料和有机颜料。无机颜料的示例包括炭黑、氧化钛、氧化锌、群青蓝、红色氧化物、金属氧化物类、立德粉和硫材料、盐酸盐和铅、镉、铁、钴和铝的硫酸盐等。有机颜料的示例包括偶氮颜料、铜酞菁颜料等。
硅烷偶联剂通常是指具有可以对无机材料(诸如玻璃、二氧化硅、金属和粘土)和有机材料(诸如彼此不相容的聚合物)进行化学键合的官能团的有机硅化合物,该化合物由下式(1)表示:
Y~CH2SiX3 式(1)
其中,X是可水解的取代基(例如烷氧基、乙酰氧基、异丙氧基、氨基或卤素)并且与无机材料反应;Y是易与有机材料反应的乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、巯基等。
分散剂是将呈细颗粒形式的固体分散在液体中的物质。示例包括六偏磷酸钠、缩合的萘磺酸钠和表面活性剂。
在本发明的组合物中,可以使用溶剂。优选地,可以使用芳烃溶剂。芳族溶剂的示例包括二甲苯、甲苯等。
这种粘合剂以来自汉高公司(Henkel)的商品名Terolan 1510进行销售。
3.用于生产带有构件的汽车玻璃的方法
用于生产带有根据本发明的构件的汽车玻璃的方法包括使用粘合剂将具有U形横截面的被粘物21粘附到汽车玻璃20的边缘部分20a(下文中也称为“粘附步骤”)和使用过热水蒸气产生器1固化粘合剂(下文中也称为“固化步骤”),从而将被粘物21附接到汽车玻璃20上。如上所述,过热水蒸气产生器1包括用于产生水蒸气的锅炉部分2、用于过度加热在锅炉部分2中产生的水蒸气的过度加热单元3、以及过热水蒸气室10,该过热水蒸气室具有上述用于喷出过热水蒸气以固化粘合剂的结构。固化步骤包括用过热水蒸气室10的凹槽部分111覆盖被粘物21以及汽车玻璃20的边缘部分20a,并且由过热水蒸气喷出部分12从汽车玻璃20的两侧将过热水蒸气喷洒到被粘物21。
带有构件的汽车玻璃、被粘物(门玻璃紧固保持器)21、汽车玻璃20和粘合剂如上文所述。
3.1.粘附步骤
如图14所示,粘附步骤是将如上所述的粘合剂B转移到被粘物(门玻璃紧固保持器)21的U形部分的步骤,即,转移到由内壁部分213、外壁部分214和底壁部分212组成的部分的内部,并且将汽车玻璃20插入被粘物21的内壁部分213和外壁部分214之间。
对将粘合剂B施加到被粘物21的粘合表面上的方法没有特别限制,可以使用已知方法。施加方法的示例包括使用单组分分配器、单组分筒式气枪、双组分混合器、双组分筒式气枪或喷墨涂布机来施加、喷洒施加、使用刷子施加等等。例如,当使用双组分粘合剂时,可以使用已知的双组分混合器将双组分粘合剂B转移到被粘物21和/或被粘物21的粘合表面。
在施加粘合剂之前,可以将基层处理剂P施加到被粘物21的粘合表面和/或汽车玻璃20的粘合表面上。可以使用如施加粘合剂B所使用的已知方法来施加基层处理剂P。
通常称为“基层处理剂”的多异氰酸酯组合物、硅烷偶联剂等可以作为基层处理剂P施加到被粘物21上。但是,对基层处理剂P没有特别限制。
硅烷偶联剂通常是指具有可以对无机材料(例如玻璃、二氧化硅、金属和粘土)和有机材料(例如彼此不相容的聚合物)进行化学键合的官能团的有机硅化合物,该化合物由下式(2)表示:
Y~(CH2)nSiX3 式(2)
其中,X和Y与上文定义的相同。
粘合剂B可以被施加到被粘物21(U形部分)的粘合表面或汽车玻璃20的粘合表面,或施加到被粘物的粘合表面和汽车玻璃的粘合表面。优选将粘合剂施加到被粘物21的粘合表面上,因为可以抑制粘合剂涂布装置的可移动范围,并且小的粘合剂涂布装置就足够了。
粘合剂B可以仅被施加到被粘物21的粘合表面的一部分上,如果该粘合剂的量足以粘附被粘物21的话。
所施加的粘合剂B的总量可以根据要附接到玻璃上的构件的质量、形状等适当地改变,并且优选为0.01g/cm2至0.1g/cm2
3.2.固化步骤
固化步骤是通过使用过热水蒸气产生器1使在粘附步骤中所施加的粘合剂B固化的步骤。
在粘附步骤中被粘物(门玻璃紧固保持器)21在边缘部分20a处被粘附到其上的汽车玻璃20被设置在基座31中,使得被粘物21位于上侧。基座31在轨道30上行进,并且汽车玻璃20的边缘部分20a和被粘物21被插入到过热水蒸气室10的凹槽部分111中。由此,汽车玻璃20的边缘部分20a和被粘物21被过热水蒸气室10的凹槽部分111覆盖。
在过热水蒸气产生器1中,在锅炉部分2中产生的水蒸气被供应到过度加热单元3并且被过度加热单元3中的过热器过度加热,从而产生过热水蒸气。供应至过度加热单元3的水蒸气的压力优选为例如0.1MPa至0.3MPa。当水蒸气在过度加热单元3中被过度加热时,过热器的温度优选为150℃至350℃、特别优选为200℃至300℃。
在过度加热单元3中产生的过热水蒸气经由过热水蒸气喷出部分12供应到过热水蒸气室10。过热水蒸气喷出部分12设置在凹槽部分111的相对侧上,并且喷出端口121形成在朝向凹槽部分111的中央的一侧上。因此,过热水蒸气由过热水蒸气喷出部分12从汽车玻璃20的两侧喷洒到被粘物21。喷洒过热水蒸气的时间优选为10秒至120秒、更优选为10秒至80秒、特别优选为30秒至60秒。由此使将被粘物21粘附到汽车玻璃20所用的粘合剂B固化。
加热器13设置在过热水蒸气喷出部分12的喷出端口121的前面。从喷出端口121喷出的过热水蒸气的温度由加热器13保持。加热器13的温度优选为120℃至400℃、更优选为140℃至350℃、特别优选为170℃至250℃。
如果需要,可以用干燥气体代替过热水蒸气流入过热水蒸气喷出部分12中。
根据本发明,通过利用过热水蒸气室10仅覆盖粘合区域并从两侧喷洒过热水蒸气,可以在短时间内固化粘合剂B。此外,由于通过选择性地将过热水蒸气喷洒到粘合区域来固化粘合剂B,可以避免损害汽车玻璃20的外观等的风险。另外,过热水蒸气室10仅需要覆盖汽车玻璃20的边缘部分20a和被粘物21,因此不需要大型设备并且与传统技术相比能够在更小的空间内操作。这允许在将被粘物21附接到汽车玻璃20的过程中显著降低能量成本并提高工作空间的效率。因此,将被粘物21附接到汽车玻璃20的过程可以作为汽车生产线的一部分并入,这使得汽车制造更有效。此外,根据本发明,可以保持稳定的质量,而不管例如汽车玻璃20的曲率差异或要附接的部件的尺寸和形状。
上面已经描述了本发明的一个实施例;然而,本发明不限于该实施例,并且在不脱离本发明的精神的情况下可以进行各种修改。
接下来,验证直到粘合剂B在制造带有构件的汽车玻璃时使用根据本发明的过热水蒸气产生器1固化的时间。
对于过热水蒸气产生器1,使用由日本直本工业株式会社生产的用于试件的过热水蒸气产生器。该过热蒸水汽产生器1包括用于产生水蒸气的锅炉部分2、用于过度加热在锅炉部分2中产生的水蒸气的过度加热单元3、以及用于将从过度加热单元3供应的过热水蒸气喷洒到物体的过热水蒸气室10。过热水蒸气室10包括具有喷出端口121的过热水蒸气喷出部分12,以及设置在喷出端口121开口所在的一侧的加热器13。过热水蒸气室10的尺寸为300mm高、300mm宽、并且在外边缘处为300mm深。可插入试件的凹槽部分111的尺寸为220mm高、30mm宽和300mm深。
生产示例1
模制由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成的车门玻璃紧固保持器
使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(由日本宝理塑料株式会社生产(含有30%玻璃纤维);等级名称:Duranex 3300)并通过使用已知方法进行注射模制来制备车门玻璃紧固保持器21。车门玻璃紧固保持器21的尺寸如下:粘合面积:45mm×12mm×2表面;肋高:0.5mm。
生产示例2
制备带有车门玻璃紧固保持器的试件
将约1.6克热固性聚氨酯粘合剂B(由Henkel生产;商品名:Terolan1510)注入由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成的车门玻璃紧固保持器21的中央部分,并将车门玻璃紧固保持器21粘附到由与汽车玻璃20相同的材料制成的试件(厚度:4mm,面积:100mm×100mm)上,从而制备样品1。
对于基层处理剂P,TEROSTAT-8521(由Henkel生产)用于车门玻璃紧固保持器21,而TEROSTAT-8617H(由Henkel生产)用于汽车玻璃20。
示例1
对于在生产示例2中制备的带有车门玻璃紧固保持器的试件,使用日本直本工业株式会社生产的过热水蒸气产生器1执行通过过热水蒸气进行的固化,并确定粘合剂完全固化所需的时间。此时,过度加热单元3中的过热器的温度被设定为250℃,过热水蒸气室10中的加热器13的温度被设定为200℃,锅炉部分2中的水蒸气的排出压力为0.2MPa。
对比示例1
测定在生产示例2中制备的带有车门玻璃紧固保持器的试件中的粘合剂B在设定为100℃的热空气恒温浴中完全固化所需的时间。
对比示例2
测定在生产示例2中制备的带有车门玻璃紧固保持器的试件中的粘合剂B在设定为200℃的热空气恒温浴中完全固化所需的时间。
生产示例3
制备带有车门玻璃紧固保持器的试件
将约1.6g湿固化型聚氨酯粘合剂B(由日本横滨橡胶株式会社生产;商品名:Hamatite WS-292A)注入由聚对苯二甲酸丁二醇酯制成的车门玻璃紧固保持器21的中央部分,并将车门玻璃紧固保持器21粘附到由与汽车玻璃20相同的材料制成的试件(厚度:4mm,面积:100mm×100mm)上,从而制备样品2。
对比示例3
将在生产示例3中制备的带有车门玻璃紧固保持器的试件在设定温度为40℃、湿度为60%RH的恒温恒湿浴中进行老化,并测定粘合剂B完全固化所需的时间。
示例1和对比示例1、对比示例2和对比示例3的结果如下所示。这些结果表明,在示例1中,粘合剂B完全固化所需的时间非常短。
表1
附图标记的说明
1 过热水蒸气产生器
2 锅炉部分
3 过度加热单元
10 过热水蒸气室
11 主体
11a 开口
111 凹槽部分
12 过热水蒸气喷出部分
16 覆盖帘
20 汽车玻璃
20a 边缘部分
21 被粘物
43 空气幕

Claims (6)

1.一种过热水蒸气室,所述过热水蒸气室用于使粘合剂固化,所述粘合剂用于将具有U形横截面的被粘物粘附到汽车玻璃的边缘部分,所述过热水蒸气室包括:
主体,所述主体具有凹槽部分,所述凹槽部分能够覆盖汽车玻璃的边缘部分以及所述被粘物;和
一个或多个过热水蒸气喷出部分,所述过热水蒸气喷出部分用于朝向所述凹槽部分喷出过热水蒸气,所述一个或多个过热水蒸气喷出部分被设置在所述凹槽部分的两侧。
2.根据权利要求1所述的过热水蒸气室,其中,所述凹槽部分向下开口。
3.根据权利要求1或2所述的过热水蒸气室,其中,空气幕和/或覆盖帘被设置在所述主体的开口处。
4.一种用于生产带有构件的汽车玻璃的方法,所述方法包括:
使用粘合剂将具有U形横截面的被粘物粘附到汽车玻璃的边缘部分;和
使用过热水蒸气产生器固化所述粘合剂,从而将所述被粘物附接到所述汽车玻璃,
所述过热水蒸气产生器包括用于产生水蒸气的锅炉部分、用于过度加热在所述锅炉部分中产生的水蒸气的过度加热单元、以及根据权利要求1至3中任一项所述的过热水蒸气室,所述过热水蒸气室用于喷出由所述过度加热单元供应的过热水蒸气,
粘合剂固化步骤包括用所述过热水蒸气室的凹槽部分覆盖所述汽车玻璃的边缘部分以及被粘物,并且由所述过热水蒸气喷出部分从所述汽车玻璃的两侧将过热水蒸气喷洒到所述被粘物。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述过热水蒸气室包括一个或多个加热器,所述一个或多个加热器的温度为120℃至400℃。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,所述过热水蒸气喷洒10秒到120秒。
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