CN110268128A - 结构粘接复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种结构粘接复合材料，其包括：聚合物基部构件；第一结构粘合剂层，所述第一结构粘合剂层在所述基部构件的第一侧上；第二结构粘合剂层，所述第二结构粘合剂层在所述基部构件的与所述第一侧相对的第二侧上；以及加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上，以抵抗施加到所述基部构件的所述第一侧和第二侧的压缩而保持所述基部构件的预定厚度。

Description

结构粘接复合材料
背景技术
本申请要求2017年1月18日提交的题为STRUCTURAL BONDING TAPE的美国临时专利申请序列号62/447,573的优先权和全部权益，该美国临时专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
建筑构造中(例如，在窗户、玻璃墙、幕墙、店面、定制窗户、入口或相关的立面制造和安装中)的结构玻璃装配通常涉及结构硅酮密封剂或其它结构粘接粘合剂的使用，所述结构硅酮密封剂或其它结构粘接粘合剂注入或以其它方式放置在例如由开窗面板、框架构件和间隔部件形成的空腔中，该间隔部件保持所述开窗面板与所述框架构件之间的预定间隙(例如，1/4英寸)。该结构密封剂所需的固化时间已经给建筑行业中的制造进度带来了挑战。
发明内容
本申请构思了创造性的结构粘接复合材料，该结构粘接复合材料用于将建筑面板(例如，开窗单元)的表面粘接到框架构件的表面，同时保持被粘接的表面之间的预定(例如，符合工业标准的)面间隙。
因此，在本申请的一个示例性实施方案中，结构粘接复合材料包括：聚合物基部构件；第一结构粘合剂表面，所述第一结构粘合剂表面在所述基部构件的第一侧上；第二结构粘合剂表面，所述第二结构粘合剂表面在所述基部构件的与所述第一侧相对的第二侧上；以及加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上，以抵抗施加到所述基部构件的所述第一侧和第二侧的压缩而保持所述基部构件的预定厚度。所述第一和第二结构粘合剂表面提供符合ASTM C1401的粘接拉伸强度。
在本申请的另一示例性实施方案中，玻璃装配系统包括：开窗单元，所述开窗单元具有相对的第一主表面和第二主表面；框架构件，所述框架构件具有第一主表面，所述第一主表面面向所述开窗单元的第一主表面；以及结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料插置在所述框架构件的第一主表面与所述开窗单元的第一主表面之间。所述结构粘接复合材料包括：聚合物基部构件；第一和第二结构粘合剂表面，所述第一和第二结构粘合剂表面在所述基部构件的第一和第二侧上，分别粘接到所述框架构件的第一主表面和所述开窗单元的第一主表面。所述结构粘接复合材料还包括加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上，以抵抗所述第一和第二主表面之间的压缩而保持所述基部构件的预定厚度，所述预定厚度对应于开窗单元的第一主表面和框架构件的第一主表面之间所需的面间隙。结构粘接复合材料在不存在其它紧固材料的情况下独立地提供开窗单元与框架构件的充分粘接(例如，符合ASTM C1401和/或ASTM C1184)。
在本申请的另一示例性实施方案中，开窗支撑框架构件与结构粘接复合材料组合地提供。所述结构粘接复合材料包括聚合物基部构件和第一结构粘合剂表面，所述第一结构粘合剂表面在所述基部构件的第一侧上，所述第一结构粘合剂表面将基部构件的第一侧粘接到框架构件的第一主表面。第二结构粘合剂表面设置在基部构件的与第一侧相对的第二侧上，并且加强构件紧固到基部构件的一部分上以抵抗施加到所述基部构件的第一和第二侧的压缩而保持所述基部构件的预定厚度。所述第一和第二结构粘合剂表面提供符合ASTM C1401的粘接拉伸强度。
在本申请的另一示例性实施方案中，构思了一种安装开窗单元的方法。在所述示例性方法中，提供了框架构件，所述框架构件具有第一主表面，所述第一主表面具有粘附到所述第一主表面的结构粘接复合材料，其中所述结构粘接复合材料包括：聚合物基部构件；第一结构粘合剂表面，所述第一结构粘合剂表面在所述基部构件的第一侧上并且粘接到所述框架构件的第一主表面；以及第二结构粘合剂表面，所述第二结构粘合剂表面在所述基部构件的与第一侧相对的第二侧上。开窗单元的第一主表面粘附到第二结构粘合剂表面以将开窗单元永久地粘接到框架构件，其中结构粘接复合材料在不存在其它紧固材料的情况下独立地提供开窗单元与框架构件的充分粘接(例如，符合ASTM C1401)。
附图说明
在合并在说明书中并构成说明书一部分的附图中，示出了本发明的实施方案，这与上面给出的本发明的一般描述以及下面给出的详细描述一起用于提供本发明原理的示例。
图1是示例性玻璃装配系统的局部横截面示意图；
图1A是根据本申请的一个示例性实施方案的示例性玻璃装配系统的局部横截面示意图，所述示例性玻璃装配系统包括结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料包括加强构件；
图1B是根据本申请的另一个示例性实施方案的另一示例性玻璃装配系统的局部横截面示意图，所述示例性玻璃装配系统包括结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料包括加强构件；
图2是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有包封的垫片；
图2A是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有多个包封的垫片；
图3是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有夹层垫片；
图3A是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有多个夹层垫片；
图4是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有横向粘接的加强构件；
图4A是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有两个横向粘接的加强构件；
图5是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有粘接的加强垫圈；
图6是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有包封的垫片和横向粘接的加强构件；
图7是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有夹层垫片和横向粘接的加强构件；并且
图8是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有粘接的加强垫圈和包封的垫片；并且
图9是根据本申请的另一个示例性实施方案的结构粘接复合材料的横截面示意图，所述结构粘接复合材料具有粘接的加强垫圈和夹层垫片。
具体实施方式
如本文所述，当一个或多个部件被描述为组装、连接、接合、固定、耦接、附接或以其它方式互连时，这种互连可为在部件之间直接的互连，或者可为间接的，诸如通过使用一个或多个中间部件的互连。同样如本文所述，对“构件”、“部件”或“部分”的提及不应限于单个结构构件、部件或元件，而是可包括部件、构件或元件的组装件。
具体实施方式仅描述了示例性实施方案，而非旨在以任何方式限制权利要求书的范围。实际上，要求保护和描述的本发明比示例性实施方案更宽泛且不受示例性实施方案限制，并且权利要求中使用的术语具有其完全普通的含义。例如，虽然本文描述的具体实施方案涉及用于开窗系统(例如，包括玻璃或其它透明或半透明材料的产品、固定或可移动窗户、不透明的门或面板、玻璃门或面板、天窗、倾斜的装配玻璃、玻璃墙、幕墙、店面、定制窗户、入口或立面)的结构粘接复合材料，但是本文所述的创造性部件、组合、系统和方法可以另外或替代地应用于其它类型的粘接复合材料、其它构造系统和组装件，以及其它用途。
如本文所用，“复合材料”可包括结构装配玻璃和隔离玻璃构造零件，所述结构装配玻璃和隔离玻璃构造零件是使用以任何合适的标准或定制几何形状组装和固化的一层或多层相容的均质聚合物材料制造的。复合材料的示例包括以下中的任何一种或多种：(a)挤出物，所述挤出物包括例如包含聚合物(诸如硅酮、EPDM、氯丁橡胶等)的橡胶挤出物和多孔橡胶挤出物；(b)条带，所述条带包括例如包含聚合物(诸如丁基橡胶、硅酮、丙烯酸酯和氨基甲酸酯)的玻璃密封条；(c)垫圈，所述垫圈包括例如包含聚合物(诸如丁基橡胶、硅酮、丙烯酸酯和氨基甲酸酯)的压缩垫圈；(d)泡沫，所述泡沫包括例如包含聚合物(诸如丁基橡胶、硅酮、丙烯酸酯和氨基甲酸酯)的开孔泡沫和闭孔泡沫；以及(e)其它附件，诸如包含聚合物(诸如丁基橡胶、硅酮、丙烯酸酯和氨基甲酸酯)的楔子、预设间隔件、挡风雨条、垫片。复合材料可以另外或替代地包括基础层复合材料(例如，上述示例中的任何一种或多种)，以及在所述基础层的一个或多个侧面上的可固化粘合剂层。
图1示意性地示出了示例性开窗或玻璃装配系统5的局部横截面图，所述示例性开窗或玻璃装配系统5包括：开窗单元10(例如，双重窗格玻璃单元)；框架构件20；内部密封布置30，所述内部密封布置30在所述框架构件20与所述开窗单元10之间；以及外部密封布置40，所述外部密封布置40在所述框架构件20与所述开窗单元10之间。示例性框架构件20包括内部止挡件24，所述内部止挡件24限定保持表面23，所述保持表面23面向开窗单元10的内表面13。
在所示实施方案中，开窗单元10的外表面11由外窗格12限定，并且所述开窗单元的内表面13由内窗格14限定，所述内窗格14通过间隔件17和辅助密封件18与外窗格分隔开。在其它实施方案(未示出)中，开窗单元可包括限定内表面和外表面两者的单个窗格。开窗单元10的边缘部分15通过垫块(setting block)39或用于限制开窗单元相对于框架构件20纵向移动的其它间隔部件而与框架构件20中的玻璃窗槽(glazing pocket)25的内表面隔开。如图所示，垫块39具有外突起38，该外突起38与框架构件20的保持表面23接合从而使垫块与开窗单元边缘部分15对齐。
示例性实施方案的内部密封布置30包括结构粘结元件50，所述结构粘结元件50粘附在内部止挡件24的保持表面23与内窗格14之间。垫圈44可以设置为邻近粘接元件50，以在内部止挡件24与内窗格14之间提供密封加强。如所示的，垫圈44可包括褶(dart)46或其它此类突起，所述褶(dart)46或其它此类突起与框架构件20中的相应的槽或垫圈滚道26互锁。在另一个实施方案中，内部止挡件可以作为可拆卸止挡件(如本领域中已知的)提供，例如以便于安装。示例性实施方案的外部密封布置40包括合适的密封剂41，诸如外部的“防风雨密封”的密封剂材料。
在传统的玻璃装配系统中，粘接元件是密封剂(例如，硅酮密封剂或粘合剂)，所述密封剂提供开窗单元与框架构件之间的永久粘接。根据本申请的示例性方面，对在内部止挡件与开窗单元的内表面之间施加密封剂的需要可以通过利用这样的结构粘接复合材料来消除，所述结构粘接复合材料具有的厚度足以维持预定(例如，工业规定的)面间隙(例如，1/4英寸)，所述预定面间隙提供足够的粘接拉伸强度和剪切强度以抵抗纵向和横向力而将开窗单元粘接到框架构件。粘接拉伸强度和剪切强度性能可以符合ASTM C1401，或任何其它适当的工业标准。通过从粘接的玻璃窗组件中排除传统的粘接元件密封剂，可使密封剂/粘合剂的等待时间最小化，从而提高制造进度、生产效率和用于封闭该结构的建筑工程施工进度。在一个示例性实施方案中，框架构件可以具有通过框架制造器预先施加到框架构件的结构粘接复合材料(例如，具有施加到暴露的粘合剂层的剥离衬垫)以消除该组装步骤。在另一个示例性实施方案中，框架构件挤出物可以具有(例如，在对所述挤出物进行涂漆或阳极氧化之后)预先施加到所述框架构件挤出物上的结构粘接复合材料，将所述挤出物提供到制造器，以将具有预先施加的粘接复合材料的挤出物切割成所需长度用于框架制造。在此类布置中，粘接复合材料可以额定承受超出预期使用温度的极高温度(例如，超过典型铝锯温度例如约200℉的温度)，以承受暴露于由于(例如，使用裁断锯)切割挤出物而产生的热量。
图1A示出了类似于图1的开窗系统5的示例性开窗或玻璃装配系统100的局部横截面图，其中结构粘接元件包括如下面更详细描述的结构粘接复合材料150，所述结构粘接复合材料150具有：基部构件153；第一粘合剂表面154，所述第一粘合剂表面154设置在所述基部构件的第一侧上并粘附到内部止挡件124的保持表面123；第二粘合剂表面155，所述第二粘合剂表面155设置在所述基部构件153的第二侧上并粘附到内窗格114的内表面113。
在所示实施方案中，结构粘接复合材料150的基部构件153包含这样的材料，所述材料被配置为在宽温度范围(例如，约-40℉至约200℉)内提供可压缩性以及拉伸和剪切强度。基部构件153可以是聚合物部件(例如，聚合物、增强聚合物，或聚合物复合材料)。虽然可以利用许多不同的材料和构造方法，但是在一个示例性实施方案中，基部构件可包含橡胶(例如，交联橡胶)、开孔或闭孔泡沫、粘弹性泡沫或塑料材料(例如，由氨基甲酸酯、丙烯酸树脂和/或硅酮构成)中的一种或多种，并且可以例如通过模塑、挤出、机械加工或3D打印形成。第一粘合剂层154和第二粘合剂层155经选择以向开窗单元表面材料(例如，玻璃、石材、金属面板等)且向框架构件材料(例如，金属，诸如各种饰面的铝，或不锈钢)提供优异的粘接拉伸强度。虽然可以利用许多不同的材料，但是在一个示例性实施方案中，粘合剂层可包含丙烯酸树脂和硅酮中的一种或多种。在示例性实施方案中，为了优异的粘接拉伸强度，粘合剂可在与框架构件材料接触后经历固化反应。该固化反应可导致粘弹性聚合物组合物变成固态弹性体粘合剂。固化反应可以在与框架构件接触后以几种不同的方式引发，所述方式包括例如加热粘合剂组合物、将未固化的材料暴露于活化辐射源或电子束能量中，或允许环境湿气触发固化以形成具有优异粘接拉伸强度的粘合剂层。
目前可用的结构粘接条带，诸如由3M制造的VHB条带产品、由Tesa制造的ACX Plus粘接产品和Gaska条带产品，具有有限的厚度(通常至多0.09英寸厚)，使得这些粘接产品无法充分保持行业规定的玻璃面间隙要求(例如，1/4英寸的间隙要求)。另外，这些条带产品采用压敏条带粘合剂，所述压敏条带粘合剂可用于膜或纤维背衬中。当条带产品以卷形式储存时，这种压敏粘合剂往往在储存期间劣化，并且变得柔软且其粘合和粘结强度变低。仅仅提供具有增加的厚度、以卷形式储存时粘结强度劣化的类似粘接产品，将面临关于以下方面的挑战：在风荷载期间限制基部材料的压缩和膨胀，以及抵抗例如由于热膨胀和收缩或地震活动而产生的剪切力而支撑粘接条带。根据本申请的创造性方面，具有尺寸被设定用于保持足够面间隙的可压缩基部构件的结构粘接复合材料可另外具有加强构件，所述加强构件紧固到基部构件(例如，由基部构件包封、夹在基部构件之间或附接到基部构件)上以抵抗施加到基部构件的侧面的压缩(例如，开窗单元与框架构件之间的压缩)而保持基部构件的预定厚度。在图1A的实施方案中，压缩限制加强构件以附图标记158示意性地表示。粘接复合材料可以具有充分大于有限压缩厚度的未压缩厚度，以支持复合材料与粘接的表面之间的充分粘合。在示例性实施方案中，针对1/4英寸压缩厚度配置的结构粘接复合材料可具有约5/16″的未压缩厚度。在其它实施方案中，可以利用其它期望的压缩厚度和未压缩厚度。
如图1A所示，结构粘接复合材料的使用可以消除对在开窗单元110的内表面与框架构件120之间的内部垫圈的需要。在其它实施方案中，如图1B所示和在下面更详细描述的，玻璃装配系统100'可具有内部垫圈144'与结构粘接复合材料150'的组合，以用于强化粘接。
根据本申请，许多不同类型的加强构件可与结构粘接复合材料一起利用。在示例性实施方案中，至少一个加强构件可设置在基部构件内(例如，包封在基部构件的各层内或夹在基部构件的各层之间)，以限制基部构件的压缩。图2示出了示例性结构粘接复合材料250，所述示例性结构粘接复合材料250包括可压缩(例如，粘弹性)基部构件253，所述可压缩基部构件253具有粘合性的第一侧表面254和第二侧表面255，所述粘合性的第一侧表面254和第二侧表面255限定非压缩厚度t。虽然基部构件253自身可以限定粘合剂表面254、255，但是在其它实施方案中，可以将粘合剂层或涂层施加到基部构件的侧面以限定粘合剂表面。
基部构件253包封沿着粘接复合材料250的长度延伸的刚性板、垫片，或其它此类内部加强构件258。垫片258可以基本上不可压缩或相对不可压缩的材料，诸如EPDM、硅酮、PVC或铝提供。垫片258可以具有厚度ts(例如，复合材料厚度t的约20-30％，或对于厚度压缩极限为1/4英寸的复合材料而言为约0.03″至0.09″)，该厚度ts经选择用于有效地将粘接复合材料250的压缩厚度限制到例如预定可允许的压缩厚度t'(例如，对应于工业指定的面间隙，诸如1/4英寸)。垫片可以以任何合适的横截面形状提供，包括例如矩形、圆形、椭圆形、梯形和正方形。垫片258可以以足以保持复合材料的均匀压缩的宽度w(例如，复合材料宽度的60-100％)提供。可替代地，如图2A所示，基部构件253a可以包封多个较窄的垫片258-1a、258-2a，所述多个较窄的垫片258-1a、258-2a间隔开并且被布置为类似地限制并保持复合材料250a的均匀压缩。
图3示出了另一种示例性结构粘接复合材料350，所述示例性结构粘接复合材料350包括多层可压缩(例如，粘弹性)基部构件353，所述多层可压缩基部构件353包括第一基础层353-1和第二基础层353-2，以及刚性板、垫片或其它此类加强构件358，所述刚性板、垫片或其它此类加强构件358夹在基础层353-1、353-2之间并沿着粘接复合材料350的长度延伸。垫片358可以基本上不可压缩或相对不可压缩的材料，诸如EPDM、硅酮、PVC或铝提供。垫片358可以具有厚度ts(例如，复合材料厚度t的20-30％，或对于厚度压缩极限为1/4英寸的复合材料而言为约0.03-0.09)，该厚度ts经选择用于有效地将粘接复合材料350的压缩厚度限制到例如预定可允许的压缩厚度t'(例如，对应于工业指定的面间隙，诸如1/4英寸)。垫片358可以但不必以足以保持复合材料的均匀压缩的与基础层353-1、353-2的宽度基本上相等的宽度(例如，复合材料宽度的80-120％)提供。用于将复合材料粘接到框架构件和开窗单元和用于将基础层353-1、353-2粘接到垫片358的粘合剂表面354-1、354-2、355-1、355-2可由基础层材料限定，或者可由施加到基础层的侧面的粘合剂层或涂层限定。
在示例性实施方案中，施加到结构粘接复合材料的基础层侧面的粘合剂层或涂层包括一种或多种硅酮。硅酮是合成的聚合物材料，其具有非常广泛的物理性质。它们可以是低粘度或高粘度的液体、固体树脂，或可硫化树胶。它们显示出有机和无机化学性质的不寻常组合，所述有机和无机化学性质是由于它们独特的交替硅和氧原子的分子结构，所述分子结构如下所示：
为了获得优异的粘接拉伸强度，硅酮粘合剂固化反应使得相对低分子量的粘弹性聚合物在与框架构件材料接触后通过形成这些交联并有效地延长链长度的化学反应而发展成“交联”弹性体，从而产生优异的粘接拉伸强度。存在许多类型的固化硅酮。此类体系可包括(i)加成固化的，例如氢化硅烷化(hydrosilylation)固化的(或者拼写为“氢硅烷化(hydrosilation)”)硅酮，(ii)辐射固化的硅酮，和/或(iii)缩合固化的硅酮。
加成固化的硅酮(例如，氢化硅烷化固化的硅酮)在固化期间不产生副产物。基于该固化体系的粘合剂具有更高的品质和更高的尺寸稳定性，并且是更优选的固化体系。加成固化的组合物通常含有：(1)聚合物，所述聚合物含有两个或更多个乙烯基官能团；(2)“含氢硅烷”交联剂组分，所述“含氢硅烷”交联剂组分含有两个或更多个SiH键；以及(3)贵金属催化剂，诸如铂催化剂。示例性的加成固化的硅酮通过使(1)含多个乙烯基的有机聚硅氧烷与(2)每分子含有多个SiH键的有机聚硅氧烷反应而形成。(3)Karstedt型铂催化剂的存在通常可促进这个反应。
辐射固化硅酮在固化过程中不产生副产物。基于该固化体系的粘合剂具有更高的品质和更高的尺寸稳定性，并且是更优选的固化体系。辐射固化的组合物通常包括(1)表现出丙烯酸官能度或环氧官能度或两者的硅酮化合物，(2)催化量的光引发剂，所述光引发剂包含鎓盐阳离子光引发剂或硅酮可溶性自由基光引发剂，或它们的混合物，以及(3)添加剂，诸如反应性稀释剂、用于实现优异的粘接拉伸强度的增粘剂。
缩合固化的硅酮粘合剂在进行交联反应时可使诸如水或醇之类的副产物固化。缩合固化优选为粘合剂的二次固化，以实现优异的粘接拉伸强度。
在其它实施方案中，如图3A所示，基部构件353a可包括三个(或更多个)基础层353-1a、353-2a、353-3a，其中刚性板或垫片358-1a、358-2a(例如，通过粘合剂层，未示出)粘接在相邻的基础层之间以类似地限制和保持复合材料350a的均匀压缩。
在另一个示例性实施方案中，至少一个加强构件可以粘接或以其它方式附接到复合材料的基部构件的横向边缘部分。可以利用任何合适的粘接物或附接物，包括例如丙烯酸树脂和硅酮中的至少一者。图4示出了示例性结构粘接复合材料450，所述示例性结构粘接复合材料450包括：可压缩(例如，粘弹性)基部构件453，所述可压缩基部构件453具有限定非压缩厚度t的粘合性侧表面454、455(由基部构件或由粘合剂层/涂层限定，如上所述)并沿着第一横向边缘456粘接到相对刚性的(或具有有限压缩性的)间隔件或其它此类加强构件458，所述相对刚性的间隔件或其它此类加强构件458沿着所述粘接复合材料450的长度延伸。加强构件458可以以基本上不可压缩或相对不可压缩的材料，诸如橡胶、热塑料，或金属材料提供。构件458可以某一材料提供(或涂覆有某一材料)，所述材料经选择用于防止损坏粘接的表面。加强构件458可以具有厚度ts，所述厚度ts经选择用于有效地将粘接复合材料450的压缩厚度限制到例如预定可允许的压缩厚度t'(例如，对应于工业指定的面间隙，诸如1/4英寸)。在另一个实施方案中，如图4A所示，加强构件458-1a、458-2a可以粘接或以其它方式附接到基部构件453a的两个横向边缘456-1a、456-2a，以类似地限制和保持复合材料450a的均匀压缩。
图4的横向粘接的加强构件458可采用多种形式。在一个示例性实施方案中，在开窗单元与框架构件的内部止挡件之间提供密封的足够刚性(即，具有有限可压缩性)的垫圈(例如，类似于图1B的垫圈144')可以粘接或者以其它方式附接到粘接复合材料基部构件的横向边缘，从而另外地充当压缩限制加强构件。图5示出了示例性结构粘接复合材料550，所述示例性结构粘接复合材料550包括可压缩(例如，粘弹性)基部构件553，所述可压缩基部构件553具有粘合性侧表面554、555(由基部构件或由粘合剂层/涂层限定，如上所述)并沿着第一横向边缘556粘接到相对刚性(或具有有限压缩性)的垫圈558(例如，预设的致密垫圈)，所述垫圈558沿着粘接复合材料550的长度延伸。垫圈558可以以任何合适的材料，诸如橡胶、弹性体，或热塑料提供。如图所示，垫圈558可包括脊、褶、凸缘，或其它此类互锁部分557，以用于与框架构件的外部止挡件互锁接合(如图1所示)。垫圈558可以具有厚度tg，所述厚度tg经选择用于有效地将粘接复合材料550的压缩厚度限制到例如预定可允许的厚度(例如，对应于工业指定的面间隙，诸如1/4英寸)。
在其它实施方案中，结构粘接复合材料可以利用内部垫片(或其它此类加强构件)和横向附接的加强构件，例如以提供抵抗复合材料的基部构件的压缩的额外加强。图6示出了结构粘接复合材料650，所述结构粘接复合材料650包括含有包封的垫片658a的基部构件653，以及横向粘接的加强构件658b。图7示出了结构粘接复合材料750，所述结构粘接复合材料750包括含有夹层板或垫片758a(或其它此类加强构件)的基部构件753以及横向粘接的加强构件758b。图8示出了结构粘接复合材料850，所述结构粘接复合材料850包括含有包封的垫片858a的基部构件853，以及横向粘接的垫圈858b。图9示出了结构粘接复合材料950，所述结构粘接复合材料950包括含有夹层垫片958a的基部构件953，以及横向粘接的加强垫圈958b。
虽然本发明的各种创造性方面、概念和特征在本文中可能被描述和示出为以示例性实施方案中的组合实施的，但是这些各个方面、概念和特征在许多替代实施方案中可以单独地或以其各种组合和子组合使用。除非本文明确排除，否则所有此类组合和子组合都旨在落入本发明的范围内。此外，尽管关于本发明的各个方面、概念和特征的各种替代实施方案--诸如替代材料，结构，配置，方法，电路，装置和部件，硬件，关于形式、配合和功能的替代方案，等等--可能在本文中有描述，但是此类描述并不旨在为无论是目前已知的还是以后开发的可用替代实施方案的完整或穷举性清单。本领域技术人员可以容易地将一个或多个创造性方面、概念或特征运用到本发明的范围内的另外的实施方案和用途中，即使此类实施方案未在本文中明确公开。另外，即使本发明的一些特征、概念或方面可能在本文中被描述为优选的布置或方法，但是，除非明确如此说明，否则此类描述并不旨在表明此类特征是必需的或必要的。此外，可能还包括示例性或代表性的值和范围以帮助理解本公开，然而，此类值和范围不应被解释为限制意义，并且仅在明确陈述如此的情况下才旨在为关键值或范围。此外，虽然各个方面、特征和概念可以在本文中明确地标识为具有创造性或形成本发明的一部分，但是此类标识并不旨在为排他性的，而是可能有一些创造性方面、概念和特征在本文中得到充分描述而没有被明确地标识为如此或作为特定发明的一部分。示例性方法或过程的描述不限于包括所有情况下都需要的所有步骤，或者不限于将呈现步骤的顺序解释为必要或必须的，除非明确如此说明。
虽然本发明已经通过对其实施方案的描述而进行说明，并且虽然已经相当详细地描述了实施方案，但是申请人并不意图将本发明的范围局限或以任何方式限制于此类细节。本领域的技术人员容易看出另外的优点和修改。例如，可以修改部件连接的特定位置和相互放置位置(interplacement)。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性设备和说明性示例。因此，在不脱离申请人的一般创造性概念的精神或范围的情况下，可以偏离此类细节。

Claims (56)

1.一种玻璃装配系统，所述玻璃装配系统包括：
开窗单元，所述开窗单元具有相对的第一主表面和第二主表面；
框架构件，所述框架构件具有第一主表面，所述第一主表面面向所述开窗单元的所述第一主表面；
结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料插置在所述框架构件的所述第一主表面与所述开窗单元的所述第一主表面之间，所述结构粘接复合材料包括：
可压缩基部构件，所述可压缩基部构件具有第一结构粘合剂表面和第二结构粘合剂表面，所述第一结构粘合剂表面粘接到所述框架构件的所述第一主表面，所述第二结构粘合剂表面与所述第一结构粘合剂表面相对并粘接到所述开窗单元的所述第一主表面；以及
加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上以抵抗所述开窗单元的所述第一主表面与所述框架构件的所述第一主表面之间的压缩而保持所述基部构件的预定厚度，所述预定厚度对应于所述开窗单元的所述第一主表面与所述框架构件的所述第一主表面之间所需的面间隙；
其中所述结构粘接复合材料在不存在其他紧固材料的情况下独立地提供所述开窗单元与所述框架构件的充分粘接。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述加强构件设置在所述基部构件内。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述基部构件包括第一和第二可压缩层，其中所述加强构件设置在所述第一层和第二层之间。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述加强构件包封在所述基部构件内。
5.如权利要求2-A中任一项所述的系统，其中所述加强构件包括刚性垫片。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述刚性垫片包含EPDM、硅酮、PVC和铝中的至少一者。
7.如权利要求2-6中任一项所述的系统，其中所述加强构件包括多个刚性垫片。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述加强构件包括间隔件，所述间隔件粘接到所述基部构件的横向边缘部分，所述间隔件包括第一侧和第二侧，所述第一侧与所述框架构件的所述第一主表面接合，所述第二侧与所述开窗单元的所述第二主表面接合。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述间隔件包括垫圈。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述垫圈包括预设的致密垫圈。
11.如权利要求9和10中任一项所述的系统，其中所述垫圈包含橡胶和热塑料中的至少一者。
12.如权利要求1-11中任一项所述的系统，其中所述基部构件包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
13.如权利要求1-12中任一项所述的系统，其中所述第一和第二粘合剂层包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
14.如权利要求1-13中任一项所述的系统，其中所述框架构件包含铝和不锈钢中的至少一者。
15.如权利要求1所述的系统，其中所述加强构件包括第一加强构件，所述第一加强构件设置在所述基部构件内，所述系统还包括第二加强构件，所述第二加强构件粘接到所述基部构件的横向边缘部分。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述第一加强构件包括刚性垫片，并且所述第二加强构件包括预设的致密垫圈。
17.如权利要求1-16中任一项所述的系统，其中所述开窗单元包括隔离玻璃单元，所述隔离玻璃单元具有第一玻璃面板和第二玻璃面板，所述第一玻璃面板限定所述第一主表面，所述第二玻璃面板限定所述第二主表面。
18.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其中所述框架构件包括凸缘部分，所述凸缘部分围绕所述开窗单元的横向边缘延伸并限定第二主表面，所述第二主表面面向所述开窗单元的所述第二主表面。
19.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中所述第一和第二结构粘合剂表面提供符合ASTM C1401的粘接拉伸强度。
20.如权利要求1-19中任一项所述的系统，其中所述基部构件具有符合ASTM C1401的剪切强度。
21.如权利要求1-20中任一项所述的系统，其中所述预定厚度为约0.25英寸。
22.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其中所述第一和第二粘合剂层包含加成固化的硅酮、辐射固化的硅酮和缩合固化的硅酮中的至少一者。
23.一种结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料包括：
聚合物基部构件；
第一结构粘合剂层，所述第一结构粘合剂层在所述基部构件的第一侧上；
第二结构粘合剂层，所述第二结构粘合剂层在所述基部构件的与所述第一侧相对的第二侧上；以及
加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上以抵抗施加到所述基部构件的所述第一和第二侧的压缩而保持所述基部构件的预定厚度；
其中所述第一和第二结构粘合剂层提供符合ASTM C1401的粘接拉伸强度和剪切强度。
24.如权利要求23所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件设置在所述基部构件内。
25.如权利要求24所述的结构粘接复合材料，其中所述基部构件包括第一层和第二层，其中所述加强构件设置在所述基部构件的所述第一层和所述第二层之间。
26.如权利要求24所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件包封在所述基部构件内。
27.如权利要求24-26中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件包括刚性垫片。
28.如权利要求27所述的结构粘接复合材料，其中所述刚性垫片包含EPDM、硅酮、PVC和铝中的至少一者。
29.如权利要求24-28中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件包括多个刚性垫片。
30.如权利要求23所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件包括间隔件，所述间隔件粘接到所述基部构件的横向边缘部分，所述间隔件包括第一侧和第二侧，所述第一侧从所述基部构件的所述第一侧延伸，所述第二侧从所述基部构件的所述第二侧延伸，所述间隔件基本上不可压缩到超过所述预定厚度。
31.如权利要求30所述的结构粘接复合材料，其中所述间隔件包括垫圈。
32.如权利要求31所述的结构粘接复合材料，其中所述垫圈包括预设的致密垫圈。
33.如权利要求31和32中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述垫圈包含橡胶、弹性体和热塑料中的至少一者。
34.如权利要求23-33中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述聚合物基部构件包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
35.如权利要求23-34中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述第一和第二粘合剂层包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
36.如权利要求23所述的结构粘接复合材料，其中所述加强构件包括第一加强构件，所述第一加强构件设置在所述基部构件内，所述结构粘接复合材料还包括第二加强构件，所述第二加强构件粘接到所述基部构件的横向边缘部分。
37.如权利要求36所述的结构粘接复合材料，其中所述第一加强构件包括刚性垫片，并且所述第二加强构件包括预设的致密垫圈。
38.如权利要求23-37中任一项所述的结构粘接复合材料，其中所述第一和第二粘合剂层包含加成固化的硅酮、辐射固化的硅酮和缩合固化的硅酮中的至少一者。
39.一种玻璃支撑框架构件与结构粘接复合材料的组合，所述玻璃支撑框架构件具有用于支撑开窗单元的第一主表面，所述结构粘接复合材料包括：
聚合物基部构件；
第一结构粘合剂层，所述第一结构粘合剂层在所述基部构件的第一侧上，所述第一结构粘合剂层将所述基部构件的所述第一侧粘接到所述框架构件的所述第一主表面；
第二结构粘合剂层，所述第二结构粘合剂层在所述基部构件的与所述第一侧相对的第二侧上；以及
加强构件，所述加强构件紧固到所述基部构件的一部分上以抵抗施加到所述基部构件的所述第一和第二侧的压缩而保持所述基部构件的预定厚度；
其中所述第一和第二结构粘合剂层提供符合ASTM C1401的粘接拉伸强度和剪切强度。
40.如权利要求39所述的组合，其中所述加强构件设置在所述基部构件内。
41.如权利要求40所述的组合，其中所述基部构件包括第一层和第二层，其中所述加强构件设置在所述基部构件的所述第一层和所述第二层之间。
42.如权利要求40所述的组合，其中所述加强构件包封在所述基部构件内。
43.如权利要求40-42中任一项所述的组合，其中所述加强构件包括刚性垫片。
44.如权利要求43所述的组合，其中所述刚性垫片包含EPDM、硅酮、PVC和铝中的至少一者。
45.如权利要求40-44中任一项所述的组合，其中所述加强构件包括多个刚性垫片。
46.如权利要求39所述的组合，其中所述加强构件包括间隔件，所述间隔件粘接到所述基部构件的横向边缘部分，所述间隔件包括第一侧和第二侧，所述第一侧从所述基部构件的所述第一侧延伸，所述第二侧从所述基部构件的所述第二侧延伸，所述间隔件基本上不可压缩到超过所述预定厚度。
47.如权利要求46所述的组合，其中所述间隔件包括垫圈。
48.如权利要求47所述的组合，其中所述垫圈包括预设的致密垫圈。
49.如权利要求47和48中任一项所述的组合，其中所述垫圈包含橡胶、弹性体和热塑料中的至少一者。
50.如权利要求39-49中任一项所述的组合，其中所述基部构件包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
51.如权利要求39-50中任一项所述的组合，其中所述第一和第二粘合剂层包含硅酮和丙烯酸树脂中的至少一者。
52.如权利要求39所述的组合，其中所述加强构件包括第一加强构件，所述第一加强构件设置在所述基部构件内，所述结构粘接复合材料还包括第二加强构件，所述第二加强构件粘接到所述基部构件的横向边缘部分。
53.如权利要求52所述的组合，其中所述第一加强构件包括刚性垫片，并且所述第二加强构件包括预设的致密垫圈。
54.如权利要求39-53中任一项所述的组合，所述组合还包括施加到所述第二粘合剂层的剥离衬垫。
55.如权利要求39-54中任一项所述的组合，其中所述第一和第二粘合剂层包含加成固化的硅酮、辐射固化的硅酮和缩合固化的硅酮中的至少一者。
56.一种安装开窗单元的方法，所述方法包括：
提供框架构件，所述框架构件具有第一主表面，所述第一主表面具有粘附到所述第一主表面的结构粘接复合材料，所述结构粘接复合材料包括：聚合物基部构件；第一结构粘合剂表面，所述第一结构粘合剂表面在所述基部构件的第一侧上并且粘接到所述框架构件的所述第一主表面；以及第二结构粘合剂表面，所述第二结构粘合剂表面在所述基部构件的与所述第一侧相对的第二侧上；以及
将所述开窗单元的第一主表面粘附到所述第二结构粘合剂表面以将所述开窗单元永久地粘接到所述框架构件，其中所述结构粘接复合材料在不存在其它紧固材料的情况下独立地提供所述开窗单元与所述框架构件的充分粘接。
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