CN113677772B - 可挤出的压敏粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了将压敏粘合剂粘结到基材的方法。该方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段；磨碎粘合剂熔融组合物；在超过硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将粘合剂熔融组合物递送到基材上；以及冷却粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。任选地，基材可为非膜基材，或者苯乙烯嵌段共聚物组合物可以芯‑鞘长丝提供，所述芯‑鞘长丝包括苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘。

Description

可挤出的压敏粘合剂
技术领域
提供了粘结到基材的方法以及相关的系统和组件。所提供的方法尤其可用于粘结低表面能基材、多孔基材以及具有凸起或凹陷表面的那些基材。
背景技术
压敏粘合剂是在施加压力时粘附到基材的材料。它们不需要溶剂、水或热来提供粘合剂粘结。这些粘合剂可提供非常高的粘结强度，并且能够在许多工业应用中替换传统的机械紧固件。制造商也欣赏这些粘结解决方案，因为它们经济且易于使用。
例如，汽车工业在所生产的每个车辆上使用徽章、标志、车身侧模制件和装饰部件。使用压敏粘合剂附连这些部件具有优于使用机械紧固件的各种优点。用于机械紧固的孔的钻孔可能导致腐蚀问题，尤其是在存在水暴露的区域中。当将压敏粘合剂用于这些接合应用时，该问题显著减少。此外，这些粘合剂可保持部件与粘结线清洁，提供防水密封，并且提供改善的粘结可靠性。
发明内容
随着制造商不断提高其车辆的燃料效率和美学外观，车辆部件也在发展。增长的趋势是车辆的轻量化。这通常通过使用低密度材料和更薄的部件来实现。许多现代的装饰部件不再是实心件，而是被挖空成薄壁原料。加强特征结构诸如肋可被置于部件的背侧上以限制部件在注塑之后冷却时的翘曲和曲率。这些部件的粘结表面通常是深凹陷的，并且可能难以使用常规粘合带粘结。
另一个问题涉及用于形成这些部件的塑料，典型地为热塑性烯烃(“TPO”)，其往往具有低表面能。因此，普通的压敏粘合剂不会在TPO和类似类型的塑料上实现高度的“润湿度”，从而导致粘合剂和基材之间的表面积减小。涂底漆和其他表面处理可用于改善“润湿度”，但这些增加了粘结的复杂性和成本。由于这些原因，粘结到非平面低表面能基材仍然是具有挑战性的技术问题。当粘结多孔表面(包括泡沫或非织造材料的表面)时出现类似的技术问题，这可能难以与压敏粘合剂形成强粘结界面。
本文提供了适于与多种基材(包括低表面能基材)一起使用的粘结方法、系统和组件。在许多情况下，这些基材可按原样粘结，而无需涂底漆。压敏粘合剂也是可挤出的，从而允许其成型为适形于一个或两个粘结表面的形状。为了粘结离散的复制部件，可容易地定制这些方法以粘结到不同的几何形状。从可持续性观点来看，这些方法也是有益的，因为它们减少了制造过程中的粘合剂浪费。
在一个方面，提供了将压敏粘合剂粘结到基材的方法。该方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段；磨碎粘合剂熔融组合物；在超过硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将粘合剂熔融组合物递送到基材上，其中基材为非膜基材；以及冷却粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
在第二方面，提供了一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，该方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段，苯乙烯嵌段共聚物组合物以芯-鞘长丝形式提供，该芯-鞘长丝包含苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘；磨碎粘合剂熔融组合物；在超过硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将粘合剂熔融组合物递送到基材上；以及冷却粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
在第三方面，提供了一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，该方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段；磨碎粘合剂熔融组合物；在超过硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将粘合剂熔融组合物递送到基材上，其中基材包括剥离表面；以及冷却粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
在第四方面，提供了使用上述方法制备的粘结组件。
附图说明
图1为示出根据一个示例性实施方案的将粘合剂粘结到基材的方法的示意图。
图1A为示出在图1的方法中使用的特定部件的示意图。
图2为可与图1的方法一起使用的长丝粘合剂的透视图。
图3为能够分配图2的长丝粘合剂的分配头的侧面剖视图。
图4为用于图1的粘结方法的分配系统的透视图。
图5为示例性基材的透视图，其示出了其粘结表面。
图6为通过汽车玻璃窗观察的粘结到汽车玻璃窗的汽车托架的照片。
图7为汽车顶衬件组件的分解透视图，其示出了汽车顶衬件、压敏粘合剂和线束作为单独的层。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
定义
如本文所用：
“环境条件”意指在25摄氏度的温度和1个大气压(约100千帕)下。
“环境温度”意指在25摄氏度的温度下。
“玻璃化转变温度”意指无定形聚合物(或半结晶聚合物的无定形区域)随着温度升高从硬的且相对易碎的状态变为粘稠或橡胶状态时的温度。如本文所用，玻璃化转变温度通过如实施例中所述的动态力学分析来测量。
“低表面能”意指具有20mJ/m2至37mJ/m2的表面能。
“非粘性”是指通过“自粘性测试”的材料，在自粘性测试中将材料从其自身剥离所需的力等于或小于预先确定的最大阈值量，而不会使材料压裂。自粘性测试在共同未决的国际专利申请No.PCT/US19/17162(Nyaribo等人)中有所描述，并且可对鞘材料的样本进行，以确定鞘是否是非粘性的。
具体实施方式
如本文所用，术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本文所述的实施方案。然而，在相同的情况或其它情况下，其它实施方案也可以是优选的。对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，并且并非旨在将其他实施方案排除在本发明范围之外。
如本文和所附权利要求中所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“该/所述”包括复数对象。因此，举例来说，提及“一个/一种”或“该/所述”部件可包括本领域技术人员已知的一个或多个部件或其等价物。另外，术语“和/或”意指所列元件中的一个或全部或者所列元件中的任何两个或更多个的组合。
值得注意的是，术语“包括”及其变型在出现在所附说明书中时不具有限制性含义。此外，“一个”、“一种”、“该”、“至少一个”及“一个或多个”在本文中可互换使用。本文可使用相对术语诸如左、右、向前、向后、顶部、底部、侧面、上部、下部、水平、垂直等，并且如果是这样，则它们来自在具体附图中所观察的视角。然而，这些术语仅用于简化描述，而并非以任何方式限制本发明的范围。
贯穿本说明书的对“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”的引用，意指关于该实施方案所描述的具体特征、结构、材料或特性包含在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书的多处出现的短语，诸如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”，不是必须指本发明的相同实施方案。在适用的情况下，商品名以全部大写的字母列出。
本文所述的方法涉及将粘合剂(尤其是压敏粘合剂)粘结到一个或多个基材上。基材包括旨在永久性地粘结到其他制品的制品，如在工业组装中可能遇到的那样。基材还包括具有剥离表面的制品，该剥离表面旨在用于临时、可剥离的粘结。
如本文所用，压敏粘合剂为在室温下通常具有粘性并且可通过施加轻微的指压粘附至表面的材料，并且因此可与非压敏粘合剂的其他类型的粘合剂区别开。压敏粘合剂的一般性描述可在如下文献中找到：聚合物科学和工程百科全书(Encyclopedia of PolymerScience and Engineering)，第13卷，威利国际科学出版社(美国纽约，1988年)(Wiley-Interscience Publishers(New York，1988))。压敏粘合剂的附加描述可在如下文献中找到：聚合物科学和技术百科全书(Encyclopedia of Polymer Science and Technology)，第1卷，国际科学出版社(美国纽约，1964年)(Interscience Publishers(New York，1964))。如本文所用，“压敏粘合剂”或“PSA”是指具有以下特性的粘弹性材料：(1)有力且持久的粘性，(2)在不超过指压下对除氟化热塑性膜之外的基材的粘附，和(3)足以从基材干净剥离的内聚强度。压敏粘合剂还可满足在压敏粘合剂技术手册(Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology)，D.Satas，第2版，第172页(1989年)中描述的Dahlquist标准。该标准将压敏粘合剂定义为在其使用温度下(例如，在15℃至35℃范围内的温度下)一秒蠕变柔量大于1×10-6cm2/达因的粘合剂。
在一些实施方案中，压敏粘合剂具有使得能够粘结到通常由于其表面化学、几何形状或两者而难以粘结的基材的组合物。对于许多应用，所提供的方法在这些基材上提供优异的粘结性能。这些方法还可使得不必要的表面官能化、清洁或在这些基材上预先施加底漆。通过使可粘结制品能够按原样使用，这些粘结方法可改善粘结过程中的效率并且节省显著的时间和成本。
将粘合剂粘结到通用基材114的示例性过程示意性地示于图1中，并且在本文中由数字100表示。在方法100中，进料组合物通过进料机构102、联接到原料105的散热器104、以及由加热器元件106、温度传感器108和加热块热端110构成的混合器111输送。下面更详细地描述这些中的每一个。
图1中的进料机构102可类似于在熔融沉积成型(有时也称为熔融长丝制造)设备中使用的进料机构。在示例性实施方案中，进料机构102使用驱动齿轮，该驱动齿轮如所示压靠在相对轴承上。驱动齿轮的齿状物接合固体进料组合物，诸如如图1所示的线轴长丝101，从而允许其夹持进料组合物并将其推进到挤出机中。
进料组合物不限于任何特定形式，例如，给定的粘合剂组分也可以带状、球粒、薄片或任何其他连续或颗粒形式提供。对于许多应用，长丝形状因数是优选的，因为其易于操作并且其均匀的横截面使得能够通过进料机构102对材料进行精确计量。
进料组合物随后通过散热器104。散热器104防止来自加热器元件的热量通过原料105饱和回到进料机构102。这导致材料软化，使得难以将其推入并穿过混合器111。
在混合器111内，加热器元件106向进料组合物提供热量以提供粘合剂熔融组合物112。通常，电阻加热器与合适的温度控制器结合使用，该温度控制器在反馈回路中使用温度传感器108以保持一致的操作温度。加热块热端110提供加热喷嘴，从该加热喷嘴通过出口或孔口分配粘合剂熔融组合物112。加热块热端110中的孔口的尺寸决定被分配的珠粒的尺寸。孔口尺寸连同进料速率一起决定方法100的体积输出。
在优选实施方案中，加热器元件106、温度传感器108和加热块热端110是混合器111的整体部件，其磨碎进料组合物101以获得均匀且可流动的熔体。在优选实施方案中，混合器111为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。挤出机中的旋转螺杆还可有助于牵拉进料组合物101通过原料105。另选地，混合器111也可以是动态混合器或静态混合器。
在从加热块热端110分配之后，粘合剂熔融组合物112被递送到基材114的粘结表面。当冷却至环境温度时，粘合剂熔融组合物112提供粘结压敏粘合剂。
图1中的基材114是通用的。在一些实施方案中，基材114为膜基材。膜基材可为连续的(例如带背衬)或不连续的(例如贴花)。膜基材可使用溶剂浇铸、熔融浇铸或熔喷工艺制备，并且具有例如小于0.254毫米(10密耳)的厚度。膜基材可具有大致均匀的厚度。另选地，基材114为非膜基材，诸如板或模制部件。基材可为刚性的或柔性的，并且可具有平面的或非平面的粘结表面。
图1还示出了在粘合剂熔融组合物112递送到基材114之后不久就将剥离衬件113连续施加在粘合剂熔融组合物112的顶部上的可选步骤。如稍后将描述的，这可用于制备粘合剂预涂布基材以用于在稍后的某个时间粘结到第二基材。辊115有助于将剥离衬件113按压到粘合剂熔融组合物112上并提供如图所示的大致平坦的表面轮廓。
图1A示出了图1中的辊115的替选实施方案。在该实施方案中，辊115A(此处，从与图1所示方向旋转90°的方向观察)具有多个脊117A，其适形于底层基材114A的不平整表面。该成型辊115A使得合适的剥离衬件113A能够施加到追踪基材114A的不平整表面的粘合剂。
方法100中使用的进料组合物优选地为嵌段共聚物组合物。特别优选的嵌段共聚物组合物包括苯乙烯嵌段共聚物组合物。苯乙烯嵌段共聚物组合物通常包含一种或多种苯乙烯嵌段共聚物和一种或多种增粘剂。增粘剂可用于改变嵌段共聚物组合物的硬链段嵌段或软链段嵌段的玻璃化转变温度。
可将任何数目的苯乙烯嵌段共聚物掺入到该组合物中。可将一种、两种、三种、四种或甚至更多种不同的苯乙烯嵌段共聚物(包括两嵌段、三嵌段和星形嵌段共聚物)掺入到该组合物中。在一些实施方案中，合适的苯乙烯嵌段共聚物包括(甲基)丙烯酸酯与苯乙烯大分子单体的共聚物。在选择的实施方案中，粘合剂芯可包含(叩基)丙烯酸均聚物。
合适的增粘剂包括：松香和它们的衍生物(包括松香酯)；聚萜烯和芳香族改性的聚萜烯树脂；苯并呋喃-茚树脂；烃类树脂，例如，α-蒎烯基树脂、β-蒎烯基树脂、柠檬烯基树脂、脂族烃基树脂、芳香族修饰的烃基树脂；或它们的组合。通常，非氢化增粘剂是更多彩的，但耐用性(即，抗寒耐热性)较差。还可使用(部分或完全)氢化的增粘剂。氢化增粘剂的示例包括例如：氢化松香酯、氢化酸、氢化芳香烃树脂、氢化芳香族改性的烃基树脂、氢化脂族烃基树脂、或它们的组合。合成增粘剂的示例包括：酚醛树脂、萜烯酚醛树脂、聚叔丁基苯乙烯、丙烯酸树脂、以及它们的组合。
可用的苯乙烯嵌段共聚物组合物可具有玻璃化转变温度为90℃至220℃、90℃至185℃、120℃至180℃、或在一些实施方案中小于、等于或大于90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或220℃的硬链段嵌段。
这些苯乙烯嵌段共聚物组合物能够在高温下分配，从而允许粘合剂熔融组合物在其被挤出之后立即流动到一定程度。粘合剂熔融组合物可在超过硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃、20℃至115℃、20℃至75℃、或在一些实施方案中小于、等于或大于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃或150℃的温度下递送至基材。
在一些实施方案中，方法100使用单一芯-鞘长丝150，其以易于分配的一体形式合并前述进料组合物组分。一般而言，芯-鞘长丝材料具有其中第一材料(即芯)围绕第二材料(即鞘)的构型，其中芯和鞘共享共同的纵轴。优选地，芯和鞘是同心的。芯的末端不需要被鞘包围。
图2示出了示例性芯-鞘长丝150，其包括粘合剂芯152和非粘性鞘154。如图所示，芯152具有圆柱形外表面156，其中鞘154环绕芯152的外表面156。芯-鞘长丝150具有大致圆形的横截面，但应当理解，其他横截面形状(例如，正方形、六边形或多叶形形状)也是可能的。非粘性鞘154防止芯-鞘长丝150自身粘住。便利地，这允许芯-鞘长丝150便利地储存、运输和从线轴退绕。
芯-鞘长丝的直径不受特别限制。影响长丝直径的选择的因素包括对粘合剂分配器的尺寸限制、所需的粘合剂通过量、以及对粘合剂施加的精度要求。芯-鞘长丝的平均直径可包括：1毫米至20毫米、3毫米至13毫米、6毫米至12毫米，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于1毫米、2毫米、3毫米、4毫米、5毫米、6毫米、7毫米、8毫米、9毫米、10毫米、11毫米、12毫米、13毫米、14毫米、15毫米、16毫米、17毫米、18毫米、19毫米、20毫米、21毫米、22毫米、23毫米、24毫米、25毫米或26毫米。芯-鞘长丝100可以适于应用的任何长度制备。
有利的是，芯-鞘长丝100在加热时可保持高熔融粘度。这对于基材上分配的粘合剂的尺寸稳定性是期望的。即使在熔融时，这些材料也不会滴落、下垂或以其他方式从它们被设置的位置迁移。
根据本公开的芯鞘长丝粘合剂可使用任何已知的方法制备。在示例性实施方案中，这些长丝粘合剂通过将熔融聚合物挤出通过同轴模头来制备。关于上述芯鞘长丝粘合剂的更多细节、选项和优点在共同未决的国际专利申请No.PCT/US19/17162(Nyaribo等人)中有所描述。
图3示出了具有能够接纳、熔融、混合和分配图2的芯-鞘长丝150的构型的分配头250。分配头250包括筒体252和接纳在其中的可旋转螺杆254。齿轮箱256和马达258可操作地联接至螺杆254。任选地并且如图所示，可被机动化的对准轮260附连至筒体252的侧面，长丝通过该侧面被引导到分配头250中。芯-鞘长丝150(未示出)的辊可在分配头250的操作期间连续地退绕。
筒体252具有用于单螺杆挤出机的筒体构型。筒体252具有为圆柱形的内表面270，其以环绕关系接合螺杆254。内表面270终止于筒体252的远侧端部处的出口272。出口272可具有任何合适的形状。筒体252还包括用于在分配操作期间加热内表面270并熔融长丝粘合剂的一个或多个嵌入式加热元件(不可见)。任选地，筒体252的内表面270可以开槽或以其他方式纹理化，以增加筒体252与挤出的粘合剂之间的摩擦。
再次参照图3，入口274延伸穿过筒体的顶侧以用于接纳长丝粘合剂。如进一步所示，入口274包括限定斜咬合点(beveled nip point)的斜表面276，其中斜表面276与螺杆254的外表面会聚。有利的是，斜咬合点防止长丝粘合剂在其被拉入筒体252中时破损。斜咬合点是稳固的进料机构的一部分，使得长丝粘合剂能够被连续地进料到筒体252中而无需操作者的干预。
用于分配头250的驱动机构由齿轮箱256和马达258提供。在一些实施方案中，分配头250包括允许调节旋转螺杆254的速度和/或扭矩的控件。在一些实施方案中，马达258为伺服马达。伺服马达是有利的，因为它们可在宽泛的旋转速度(rpm)范围内提供高度的扭矩。
如图所示，入口274具有倒漏斗的形状，其中入口274的横截面积随着与螺杆254的接近度增加而变得更大。入口274具有一个或多个侧壁，诸如前侧壁276。前侧壁276可以是平面的或弯曲的。当从横向方向观察时，前侧壁276的至少一部分相对于螺杆254的纵向轴线以锐角延伸。有利于长丝粘合剂的进料的锐角可为10度至70度、18度至43度、23度至33度，或在一些实施方案中，小于、等于或大于10度、13度、15度、17度、20度、22度、25度、27度、30度、32度、35度、37度、40度、42度、45度、47度、50度、53度、55度、57度、60度、65度或70度。
关于分配头250的更多细节在与本申请同日提交的共同未决的美国临时申请No.62/810,248(Napierala等人)中有所描述。
所提供的分配头提供许多技术优点。其在分配系统中的部署使用卷绕的长丝粘合剂作为卷状物品，使得可消费材料的装载和替换更容易，尤其是在自动化过程中。所提供的螺杆构型还非常适合与PSA长丝粘合剂一起使用，PSA长丝粘合剂具有相对柔软的粘弹性稠度并且难以进料到常规分配器中。与常规分配器不同，所提供的分配头不需要引导结构来进料长丝粘合剂。
所提供的分配头也是模块化的，使得其能够与各种定制喷嘴中的任一种一起使用，从而在粘合剂放置中提供期望的精确度。所提供的分配头可允许以定制的方式分配粘合剂。例如，可以将粘合剂以点、条或其他不连续的图案分配到基材上。如前所述，合适的涂覆图案无需为平面的并且可位于复杂且不规则的粘结表面上。
受热的粘合剂组合物也可在递送或冷却时成型。此类成型可通过型材挤出进行，其中出口的孔口具有非常规的形状。孔口的形状可具有例如与基材的对应粘结表面互补的弯曲或成角度的边缘。
作为另一种选择，可通过将粘合剂设置在成型的剥离表面上来模制粘合剂组合物。冷却后，然后可将模制的压敏粘合剂从剥离表面转移至第二基材，该粘合剂永久性地粘结至该第二基材。通过将压敏粘合剂模制成与第二基材互补的形状，可改善粘合剂覆盖范围并减少浪费。
所提供的分配头可被制成高效且重量轻的。在一些实施方案中，分配头具有至多10kg、至多8kg或至多6kg的总重量。分配头的工作例是轻的并且足够紧凑以安装到目前在制造设施中使用的轻型机械臂。许多机械臂对分配头具有重量限制。普通机器人的最大重量限制为约10kg或更小。增加分配头的质量可不利地影响其在自动粘合剂分配过程中快速移动和加速的能力。最后，由于螺杆和筒体被配置成在熔融区中的短停留时间内提供优异的混合，因此也降低了粘合剂热降解的风险。
图4示出了包括附接到可移动臂302的端部的分配头250的分配系统300。在一些实施方案中，分配系统300可由计算机控制，使得分配头250和可移动臂302能够在制造过程中以高度精确和重复性进行操作。
可移动臂302附连至工作台304，并且可具有任何数量的机器人接头以提供高度的移动性。在一些实施方案中，分配头250可在最多六个自由度上平移和旋转。因此，可移动臂302允许分配头250在相对于工作台304的宽范围的位置上分配粘合剂组合物。在一些实施方案中，可移动臂是协作式机器人(或“cobot”)的一部分，该协作式机器人具有允许操作者紧邻机器人工作而无需防护就位的安全特征。
任选地并且如图所示，分配系统300包括长丝粘合剂306以用于连续进料到分配头250中，如图4所示。长丝粘合剂306可如图所示从线轴308连续地退绕。应当理解，线轴308相对于分配系统300的其他部件的位置不是关键性的并且可在方便的地方部署。如果需要，线轴308可直接附接至分配头250。另选地，线轴308可安装到可移动臂302、工作台304或其上的任何其他结构。
分配头250被示为分配热熔形式的粘合剂组合物310。粘合剂组合物310的分配可以是自动的或半自动的，因此几乎不需要或不需要人类操作者的干预。所提供方法的一个优点是可根据预定图案将粘合剂组合物310分配到给定基材(例如图1中的基材114)上。预定图案可以是二维的(沿着平面表面)或三维的(沿着非平面表面)。预定图案可由计算机上的数字数据表示，使得预定图案能够针对各种不同基材中的任一种进行定制。
在优选实施方案中，粘合剂组合物310为热塑性弹性体，其在被分配后可继续流动。当粘结到具有非平面粘结表面的基材时，这可为显著的技术优点。在某些应用中，粘合剂熔体可在基材的凸起或凹陷特征上流动以增加机械保持力。任选地，凸起或凹陷特征可具有一个或多个底切以进一步增强粘结的强度。
图5涉及分配系统300的示例性应用-粘结到低表面能基材350。低表面能基材可由多晶聚合物构成。多晶聚合物可具有20℃至200℃、80℃至200℃、120℃至190℃，或在一些实施方案中，小于、等于或大于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、或200℃的熔融温度。在一些实施方案中，多晶聚合物可为热塑性烯烃，或更广泛地，聚烯烃均聚物或共聚物。
在该示例中，基材350具有腔体352。任选地并且如图所示，腔体352占据基材350的大部分体积，从而提供中空且重量轻的构造。多个肋354延伸到腔体352中以增强结构并减少在部件注射成型之后可能发生的任何翘曲。
在替选实施方案中，基材可具有两个或更多个腔体。两个或更多个腔体可彼此连通或不连通。腔体可具有任何合适的尺寸，并且可延伸跨过基材的任何部分。尽管图5所示的肋354仅部分地延伸跨过腔体352，但如果需要，肋中的至少一些可完全横贯腔体352，以为基材350提供更大的强度。
肋的尺寸和形状不受特别限制，并且可被选择成在给定应用的约束内平衡轻量化、易于制造和结构完整性的兴趣。值得注意的是，肋的尺寸和间距常常受到设计规格、制造考虑因素或两者的约束。所提供的粘结方法可在宽范围的肋尺寸上实现对这些结构的强粘附。
多个肋可具有0.5毫米至2毫米、0.6毫米至1.5毫米、0.7毫米至1毫米、或在一些实施方案中，小于、等于或大于0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米、1.1毫米、1.2毫米、1.3毫米、1.4毫米、1.5毫米、1.6毫米、1.7毫米、1.8毫米、1.9毫米、或2毫米的平均厚度。多个肋可具有0.5毫米至8毫米、0.75毫米至6毫米、2毫米至4毫米、或在一些实施方案中，小于、等于或大于0.5毫米、0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米、1.2毫米、1.5毫米、1.7毫米、2毫米、2.2毫米、2.5毫米、2.7毫米、3毫米、3.5毫米、4毫米、4.5毫米、5毫米、5.5毫米、6毫米、6.5毫米、7毫米、7.5毫米、或8毫米的平均中心距。
优选地，粘合剂组合物流动并渗透到肋354之间的空间中。通过提供用于粘结的增大的表面积，与平面粘结构型相比，该构型提供了显著更强的粘结。在冷却时，粘合剂组合物的微相分离提供内聚强度，并且材料表现为压敏粘合剂。相比之下，常规的平面压敏粘合剂不能粘附到腔体352内的凹陷表面，因此往往具有较低的粘结强度。
使用所提供的粘结方法，在粘合剂填充基材350中的肋354之间的空间的情况下，可获得10N/cm至100N/cm、15N/cm至70N/cm、20N/cm至55N/cm，或在一些实施方案中，小于、等于或大于10N/cm、15N/cm、20N/cm、25N/cm、30N/cm、35N/cm、40N/cm、45N/cm、50N/cm、55N/cm、60N/cm、65N/cm、70N/cm、75N/cm、80N/cm、85N/cm、90N/cm、95N/cm或100N/cm的90°剥离强度(如实施例中所定义)。
带粘合剂背衬的基材可立即放置成与对应的制品或组件接触以提供粘结组件。如果带粘合剂背衬的基材未准备好粘结，则所分配的粘合剂的暴露表面可暂时粘结到剥离衬件。根据应用，然后可包装和/或储存带粘合剂背衬的基材。
在一些实施方案中，分配系统包括剥离衬件、进料机构和可选地衬件沉积设备，该衬件沉积设备可包括表面轮廓特征(例如，刀刃、辊等)。在将粘合剂分配到给定基材(例如，外部或内部装饰部件或其他制品)的表面上之后不久或与其同时，可将剥离衬件置于所施加的粘合剂上并在衬件上方施加压力，以在所施加的粘合剂的面向外的侧面上产生所施加的粘合剂的期望厚度和/或表面轮廓或形貌。粘合剂可具有预定厚度和/或预定形貌特征(例如，平坦/均匀的、纹理化或起伏状表面)。如果需要，可有意地使粘合剂的厚度不均匀以对应于不平坦的基材表面。一般来讲，剥离衬件因此可用于限定最终的粘合剂表面轮廓、形貌特征和/或尺寸。
剥离衬件还可用于防止污垢、粉尘和氧化影响所施加粘合剂的粘附力和其他特性。衬件可在稍后的时间容易地从所施加粘合剂剥离。剥离衬件可具有与所施加粘合剂珠的宽度类似的宽度。另选地，使用较宽的剥离衬件可有利于防止或减少粘合剂从剥离衬件下面挤出的量。衬件施加工具的表面轮廓特征可包括用于在施加衬件之后将衬件按压到粘合剂上和/或使衬件轮廓化的辊、刀刃或其他结构。衬件施加工具可具有直的、轮廓状的或以其他方式成型的接触边缘，该接触边缘向所施加衬件/粘合剂的表面提供期望的轮廓/形貌。
在一些实施方案中，在将粘合剂分配在对应的基材表面上之后，使其冷却至低于其软化点的温度，并且将剥离衬件施加到冷却的粘合剂。如本文所用，所施加粘合剂的软化点是指所施加粘合剂可在用于施加剥离衬件的压力下永久变形的温度。当在低于其软化点的温度下时，粘合剂尺寸仅由分配系统产生。在这种情况下，剥离衬件不一定需要具有与粘合剂珠类似的宽度。如前所述，剥离衬件可具有比所施加粘合剂的面积更大的面积(例如，当所施加粘合剂为印刷图案、平行线、螺旋线等形式时)，从而允许衬件覆盖所有印刷的粘合剂。任选地，剥离衬件可为可重复使用的。
在一些实施方案中，分配系统将粘合剂直接沉积到具有扩展表面积的剥离衬件上。这可能是某种图案的粘合剂，然后将剥离衬件用作载体以使粘合剂与基材接触。剥离衬件可包括定位特征，该定位特征可与基材对准以有利于粘合剂的定位。这些步骤可在粘合剂冷却后不久并且在粘合剂保持粘性的同时发生。接触粘合剂的剥离衬件表面也可以是纹理化的或以其他方式设置有可用的拓扑特征，例如在美国专利No.5,296,277和5,362,516(均属于Wilson等人)；5,141,790和5,897,930(均属于Calhoun等人)；和6,197,397(Sher等人)中所述，诸如例如在粘合剂与衬件的界面处在粘合剂中形成可放气通道或其他特征的脊或其他结构。
在一些实施方案中，粘合剂沉积在两个剥离衬件之间。例如，任何上述实施方案均可通过用第二剥离衬件替换基材而进行修改。
图6示出了所提供的用于粘结至平滑表面的压敏粘合剂。此处，附接托架被示出为粘附于汽车玻璃窗或挡风玻璃上。如图所示，在玻璃和托架的粘结表面之间实现了完全润湿。
附接托架通常用于将各种装置安装到汽车挡风玻璃窗的内表面。此类设备包括镜子、雨量传感器、多功能相机、防碰撞传感器，其可使用夹具或其他机械紧固件固定到粘结托架。在以不同形状和尺寸提供附接件的情况下，希望具有定制过程，其中受控量的粘合剂被递送到托架的粘结表面，从而使超出其周边边缘挤出的过量粘合剂的量最小化。
在示例性实施方案中，计算机引导分配头以将压敏粘合剂自动分配到附接托架的粘结表面上，并且托架/粘合剂组件随后安装到汽车玻璃窗，如图6所示。另选地，托架/粘合剂组件可放置在剥离衬件上并且在单独的操作中安装到汽车玻璃窗。窗用玻璃通常由玻璃制备，但也可由诸如聚碳酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯的塑性材料制备。
图7示出了压敏粘合剂在汽车顶衬件组件400中的应用。顶衬件是粘附到汽车或船舶的内部车顶的复合材料。在典型的构造中，顶衬件由附接到多孔背衬的面织物构成。顶衬件在视觉上软化内部舱，隐藏电子布线和空气管道，并且可提供隔音和隔热两者。
顶衬件组件400包括一体式顶衬件402，该一体式顶衬件的轮廓被设计为贴合车辆的车顶和侧壁。为了容纳气流通气孔和照明部件，在顶衬件中提供通孔404以接收这些部件。在顶衬件402的背侧(图7中的暴露表面)上，提供线束406以传送电子信号并提供电力。线束406通过压敏粘合剂407附连至顶衬件402，该压敏粘合剂407将线束406保持在适当位置并且防止车辆行驶时发出咔嗒声和抖动。
在一些实施方案中，所提供的粘结方法用于将线束406固定到顶衬件402的背侧表面。所提供的压敏粘合剂使得线束406能够至少部分地嵌入粘合剂中。这可在使用时通过将粘合剂直接递送到线束406，或通过首先将粘合剂递送到顶衬件402随后通过施加热将线束406压入粘合剂中来实现。在任一种情况下，压敏粘合剂仅设置在需要的地方，并且可易于针对任何数量的顶衬件和线束构造进行定制。
顶衬件402的多孔背衬没有特别限制。在一些实施方案中，其由热塑性泡沫构成。热塑性泡沫可由聚苯乙烯、聚氨酯、苯乙烯-马来酸酐聚合物、苯乙烯-丙烯腈聚合物、或它们的共聚物或共混物制备。
泡沫可使用任何已知的方法制备，包括通过添加物理发泡剂、化学发泡剂或中空填料诸如中空玻璃泡。可用的物理发泡剂包括用于制备闭孔泡沫的可膨胀微球，例如以商品名DUALITE得自美国马萨诸塞州韦斯特伍德大通公司的(Chase Corporation，Westwood，MA，United States)和以商品名EXPANCEL得自荷兰阿姆斯特丹诺力昂(Nouryon，Amsterdam，The Netherlands)的那些。
在其他实施方案中，多孔背衬由纤维基材制备，例如由多根聚合物纤维构成的非织造材料。非织造材料可通过熔喷或纺粘工艺制备，并且包含由尼龙、丙烯酸、聚酯、聚丙烯或它们的组合制备的纤维。
为了进一步增强粘结性能，可能特别有利的是将所提供的粘结方法应用于受热或甚至熔融的基材。如果粘合剂熔体与熔融基材接触，则可在界面处发生聚合物链的缠结，从而加强粘结界面。值得注意的是，发现这对于低表面能基材可能有效的。
在一些实施方案中，低表面能基材以熔融形式挤出，同时将粘合剂熔融组合物递送到低表面能基材上，其中当与粘合剂熔融组合物接触时，熔融的低表面能基材处于150℃至260℃、160℃至250℃、170℃至220℃，或在一些实施方案中，小于、等于或大于150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃、250℃、255℃或260℃的温度下。粘合剂熔融组合物和熔融基材可从两个单独的模头挤出或从同一模头共挤出。
低表面能基材可由任何先前确定的合适材料构成。低表面能基材由玻璃状热塑性塑料、热塑性弹性体或甚至交联橡胶制备。
虽然并非旨在进行限制，但所提供的粘结方法和组件的示例性实施方案在下面列出：
1.一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，所述方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段；磨碎所述粘合剂熔融组合物；在超过所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将所述粘合剂熔融组合物递送到所述基材上，其中所述基材为非膜基材；以及冷却所述粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
2.根据实施方案1所述的方法，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物以芯-鞘长丝提供，所述芯-鞘长丝包含苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘。
3.一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，所述方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段，所述苯乙烯嵌段共聚物组合物以芯-鞘长丝提供，所述芯-鞘长丝包含苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘；磨碎所述粘合剂熔融组合物；在超过所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将所述粘合剂熔融组合物递送到所述基材上；以及冷却所述粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
4.根据实施方案3所述的方法，其中所述基材为非膜基材。
5.根据实施方案1至4中任一项所述的方法，其中所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度为90℃至185℃。
6.根据实施方案5所述的方法，其中所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度为120℃至180℃。
7.根据实施方案1至6中任一项所述的方法，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含一种或多种增粘剂。
8.根据实施方案1至7中任一项所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物在高于所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至115℃的温度下递送。
9.根据实施方案8所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物在高于所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至75℃的温度下递送。
10.根据实施方案1至9中任一项所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂的密度为0.5g/cm3至2g/cm3。
11.根据实施方案10所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂的密度为0.6g/cm3至1.1g/cm3。
12.根据实施方案11所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂的密度为0.8g/cm3至1g/cm3。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物在递送到所述基材上时发泡。
14.根据实施方案13所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物包含物理发泡剂。
15.根据实施方案13所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物包含化学发泡剂。
16.根据实施方案13所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物包含中空玻璃泡。
17.根据实施方案2至16中任一项所述的方法，其中所述鞘包含苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯、苯乙烯丁二烯共聚物、或它们的共混物或共聚物。
18.根据实施方案2至17所述的方法，其中当所述粘合剂熔融组合物被磨碎时，所述鞘和芯彼此均匀混合。
19.根据实施方案2至18中任一项所述的方法，其中所述芯-鞘长丝由分配头递送，所述分配头包括：筒体，所述筒体包括一个或多个加热元件；入口，所述入口延伸穿过所述筒体的侧面以用于接纳所述芯-鞘长丝，所述入口包括斜咬合点以防止所述芯-鞘长丝在被拉入所述筒体中时破损；出口，所述出口位于所述筒体的远侧端部处以用于分配所述粘合剂熔融组合物；以及接纳在所述筒体中的可旋转螺杆，所述可旋转螺杆包括至少一个混合元件以磨碎所述粘合剂熔融组合物。
20.根据实施方案1至19中任一项所述的方法，其中所述基材具有非平面的粘结表面。
21.根据实施方案20所述的方法，其中所述基材包括一个或多个腔体，并且其中所述粘合剂熔融组合物在递送时至少部分地填充所述一个或多个腔体。
22.根据实施方案21所述的方法，其中所述基材还包括延伸跨过所述一个或多个腔体的多个肋，并且其中所述粘合剂熔融组合物在递送时至少部分地填充所述多个肋之间的空间。
23.根据实施方案22所述的方法，其中所述多个肋具有0.5毫米至2毫米的平均厚度。
24.根据实施方案23所述的方法，其中所述多个肋具有0.6毫米至1.5毫米的平均厚度。
25.根据实施方案24所述的方法，其中所述多个肋具有0.7毫米至1.0毫米的平均厚度。
26.根据实施方案22至25中任一项所述的方法，其中所述多个肋具有0.5毫米至8毫米的平均中心距。
27.根据实施方案26所述的方法，其中所述多个肋具有0.75毫米至6毫米的平均中心(center-to-center)距。
28.根据实施方案27所述的方法，其中所述多个肋具有2毫米至4毫米的平均中心距。
29.根据实施方案22至28中任一项所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂显示出10N/cm至100N/cm的90°剥离强度。
30.根据实施方案29所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂显示出15N/cm至70N/cm的90°剥离强度。
31.根据实施方案30所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂显示出20N/cm至55N/cm的90°剥离强度。
32.根据实施方案1至31中任一项所述的方法，其中所述基材包括具有20mJ/m2至37mJ/m2的表面能的低表面能基材。
33.根据实施方案32所述的方法，其中所述低表面能基材包含热塑性烯烃。
34.根据实施方案33所述的方法，其中所述热塑性烯烃包括热塑性弹性体。
35.根据实施方案34所述的方法，其中所述热塑性弹性体包含乙烯-丙烯-二-烯-单体(EPDM)橡胶。
36.根据实施方案32至35中任一项所述的方法，其中所述低表面能基材包含多晶聚合物，所述多晶聚合物具有20℃至200℃的熔融温度。
37.根据实施方案36所述的方法，其中所述多晶聚合物具有80℃至200℃的熔融温度。
38.根据实施方案37所述的方法，其中所述多晶聚合物具有120℃至190℃的熔融温度。
39.根据实施方案32至38中任一项所述的方法，其中所述低表面能基材是未涂底漆的。
40.根据实施方案39所述的方法，其中在递送所述粘合剂熔融组合物之前所述低表面能基材未被表面处理或清洁。
41.根据实施方案32至38中任一项所述的方法，还包括在将所述粘合剂熔融组合物递送到所述低表面能基材上的同时挤出所述熔融形式的低表面能基材，其中所述熔融形式的低表面能基材在与所述粘合剂熔融组合物接触时处于150℃至260℃的温度。
42.根据实施方案41所述的方法，其中所述熔融形式的低表面能基材在其接触所述粘合剂熔融组合物时处于160℃至250℃的温度。
43.根据实施方案42所述的方法，其中所述熔融形式的低表面能基材在其接触所述粘合剂熔融组合物时处于170℃至220℃的温度。
44.根据实施方案41至43中任一项所述的方法，其中所述低表面能基材包含交联橡胶。
45.根据实施方案1至44中任一项所述的方法，其中所述基材包括玻璃或陶瓷釉质。
46.根据实施方案1至44中任一项所述的方法，其中所述基材是用于汽车玻璃窗的附接托架。
47.根据实施方案46所述的方法，还包括将所述粘结压敏粘合剂放置成与所述汽车玻璃窗接触以将所述附接托架固定到所述汽车玻璃窗。
48.根据实施方案47所述的方法，其中所述汽车窗玻璃包括玻璃。
49.根据实施方案1至44中任一项所述的方法，其中所述基材包括多孔基材。
50.根据实施方案49所述的方法，其中所述多孔基材包括热塑性泡沫。
51.根据实施方案50所述的方法，其中所述热塑性泡沫包括聚苯乙烯、聚氨酯、苯乙烯-马来酸酐聚合物、苯乙烯-丙烯腈聚合物、或它们的共聚物或共混物。
52.根据实施方案51所述的方法，其中所述基材包括纤维基材。
53.根据实施方案52所述的方法，其中所述纤维基材包括多根聚合物纤维。
54.根据实施方案53所述的方法，其中所述多根聚合物纤维包括尼龙、丙烯酸、聚酯、聚丙烯或它们的组合。
55.根据实施方案49至54中任一项所述的方法，其中所述多孔基材是汽车顶衬件的一部分。
56.根据实施方案55所述的方法，还包括将电线束设置成与所述粘结压敏粘合剂接触。
57.根据实施方案56所述的方法，还包括将所述电线束至少部分地嵌入所述粘合剂熔融组合物中。
58.根据实施方案1至57中任一项所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物在其被递送或冷却时成型。
59.根据实施方案58所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物通过型材挤出成型。
60.根据实施方案58所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物通过抵靠设置在所述基材上的剥离表面模塑而成型。
61.根据实施方案60所述的方法，其中所述基材为第一基材，并且还包括将所述粘结压敏粘合剂从所述第一基材转移至第二基材。
62.根据实施方案61所述的方法，其中所述粘结压敏粘合剂具有与所述第二基材的形状互补的形状。
63.一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，所述方法包括：加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段；磨碎所述粘合剂熔融组合物；在超过所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将所述粘合剂熔融组合物递送到所述基材上，其中所述基材包括剥离表面；以及冷却所述粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
64.根据实施方案63所述的方法，其中所述基材是剥离衬件。
65.根据实施方案64所述的方法，其中所述基材为第一基材，并且还包括将所述粘结压敏粘合剂从所述第一基材转移至第二基材。
66.一种粘结组件，所述粘结组件使用根据实施方案1至65中任一项所述的方法制备。
实施例
通过以下非限制性实施例，进一步示出了本公开的目的和优点，但在这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本公开的不当限制。
除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。
表1：材料
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测试方法：
90°剥离强度测试方法：遵循的测试标准为ASTM D6862，在环境条件下进行了小修改。将基材切割成1.59cm×16.5cm(0.63英寸×6.5英寸)的条带，其中基材的一半具有使用海绵尖端施加工具施加的粘附促进剂4298UV薄膜(美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany，St.Paul，MN.United States)。为了测试EPDM，将透明涂层和设置在两个剥离衬件之间的有棱纹的LSE塑性粘合剂样品切割成1.27cm×12.7cm(0.5英寸×5.0英寸的条带)，然后使用橡胶辊仅用手压层合至涂覆有粘附促进剂的基材和未涂覆的基材两者。将样品在强制通风烘箱中于190℃下老化至基材五分钟，并在移除剥离衬件之前使其冷却至室温持续至少30分钟。使用橡胶辊用手压将它们层合到0.81mm(32密耳)厚的铝(Al)面板或汽车油漆面板RK8211(美国密歇根州希尔斯代尔的ACT测试面板(ACT Test Panels ofHillsdale，MI.United States)，然后使用4.54kg(10磅)的辊总共通过四次粘合剂来压缩样品。为了测试有棱纹的LSE基材和顶衬件材料，将粘合剂直接挤出到基材上。将0.75″宽和6″长的薄(10密耳)Al带置于粘合剂上，并用橡胶辊使用手压手动轧制。在配备有50千牛顿测力传感器(美国马萨诸塞州诺伍德的英斯特朗公司(Instron，Norwood，MA.UnitedStates))的3300通用测试系统负载框架上进行样品测试。将样品夹持到负载框架中，使基材的自由端位于顶部夹具中，并且将粘附有粘合剂的面板置于在剥离过程中保持90°角的夹具中。以30.5cm/min(12in/min)剥离样品。将样品拉伸117mm的头部运动。丢弃前25mm的剥离数据并记录接下来89mm上的平均剥离力。除非另外指明，否则将样品层合至阳极化的铝作为第二基材。
T-剥离测试方法：遵循的测试标准为ASTM D1876，进行了小修改。将设置在两个剥离衬件之间的粘合剂切割成2.54cm×17.cm(1英寸×7英寸)的条带，然后用橡胶辊仅使用手压层合到3.18cm×22.9cm(1.25英寸×9英寸)的基材条带。移除剥离衬件，并用橡胶辊将第二基材条带施加到粘合剂的顶部。然后将样品在强制通风烘箱中在190℃下老化五分钟。从烘箱中取出后立即使用4.54kg(10磅)的辊总共通过四次粘合剂来手动压缩样品。在配备有50千牛顿测力传感器(美国马萨诸塞州诺伍德的英斯特朗公司(Instron，Norwood，MA.United States))的3300通用测试系统负载框架上测试之前，使样品冷却至少30分钟。将样品夹持到负载框架中，其中基材的自由端为T-剥离构型并且以30.5cm/min(12in/min)剥离。将样品拉伸225mm的头部运动。丢弃前50mm的剥离数据并记录接下来175mm上的平均剥离力。
动态机械分析测试方法：使用DHR-3平行板流变仪(美国特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TA Instruments，New Castle，DE.United States))通过动态机械分析(DMA)分析实施例，以表征作为温度函数的每个样品的物理特性。将流变学样品在有机硅剥离衬件之间挤出成大约1mm厚的粘合剂膜。冷却回室温后，然后用8mm圆形口模冲压出膜，将其从剥离衬件移除，使其中心位于流变仪的8mm直径平行板之间，以及压缩直至样品的边缘与顶板和底板的边缘统一。在25克的轴向力控制下以±30克的灵敏度运行样本，并且在开始测试之前在80℃的开始温度下调理120秒。然后，温度以3℃/min从80℃上升至220℃，同时平行板以1Hz的角频率和5％的恒定应变摆动。虽然在温度斜坡期间记录材料的许多物理参数，但剪切储能模量(G′)、剪切损耗模量(G″)和损耗角正切值在本发明的共聚物的表征中是最重要的。粘合剂硬链段的玻璃化转变温度Tg通过首先确定其储能模量(G′)和损耗剪切模量(G″)而测定。将G"/G′比例(通常表示为“损耗角正切值”的无单位参数)相对于温度作图。如果明确的话，在损耗角正切值曲线的橡胶状平台区域和终端粘性区域之间的转变区域中的最大点(斜率为零的点)确定在所述特定频率下粘合剂硬链段的Tg。
实施例1至11(EX1至EX11)以及比较例1和2(CE1和CE2)：
通过围绕内部PSA芯共挤出非粘性外部鞘层来制备芯-鞘长丝，其中示例性组合物以重量百分比(重量％)示于表2中。对于所有样品，使用18毫米共旋转双螺杆挤出机(可购自哥白尼股份有限公司(德国斯图加特)(Coperian GmbH(Stuttgart，Germany))以200转/分钟的速度配混PSA芯，其中所有区都在160℃和170℃之间被加热。在PSA芯被配混之后，使用3cc/rev齿轮泵(可购自美国科尔法克斯公司(马里兰州安纳波利斯结)(ColfaxCorporation(Annapolis Junction，MD.United States))来计量熔融流。使用19.1毫米的单螺杆挤出机(HAAKE牌，可购自美国赛默飞世尔科技公司(马塞诸塞州的沃尔瑟姆)(Thermo Fisher Scientific(Waltham，MA，United States))熔融并挤出非粘性外部鞘。将两种熔融流馈送到具有约3.50毫米出口直径的同轴模头中，该同轴模头描述于美国专利No.7,773,834(Ouderkirk等人)中。将PSA馈送到同轴模头的内部芯层中，而将非粘性鞘材料馈送到模头的外部鞘中；最终产生芯-鞘长丝。在室温(22℃)下通过水浴将长丝拉制至6毫米或12毫米的最终直径。将长丝缠绕在75毫米直径的管上以用于储存。形成样品用于EPDM和透明涂层的粘合剂测试。通过将这些长丝进料到加热的40mm TSE中，在180℃下用齿轮泵泵出，通过15.2cm(6英寸)膜模头并沉积在经有机硅处理的PET衬件上来进一步处理这些长丝直至混合均匀。将其卷绕在7.6cm(3英寸)直径的芯上。对于有棱纹的LSE塑料和顶衬件材料上的实施例的粘合剂测试，将实施例长丝进料到加热的40mm TSE中，用齿轮泵在180℃下泵送通过12.5mm×1mm狭槽喷嘴，并且以25.4mm/秒的速率将熔融物直接分配到基材上。
表2：长丝样品组成(重量％)
用选定的EPDM作为基材进行T剥离和90°剥离强度测试。结果示于表3和表4中。还测试了PT1100(CE1)和EX4011(CE2)的性能作为比较例。还进行了动态力学分析测试。结果示于表5中。
表3：EPDM-EPDM T-剥离测试结果
表4：EPDM-铝或RK821190°剥离强度测试结果
表5：DMA测试结果
实施例12至13(EX12至EX13)以及比较例3(CE3)
对得自美国密歇根州奥本山克菜斯勒公司(Chrysler ofAubum Hills，MI.UnitedStates)的有棱纹的热塑性聚烯烃(TPO)进行90°剥离强度测试。有棱纹的测试试样块为40mm宽和153mm长。肋在3mm的实心基部上方延伸5mm。肋尖端为圆形的，并且肋为渐缩的，在基部处为8mm宽并且在顶部处为6mm宽。肋以2mm的中心间距延伸试样块的长度。十六个肋横跨试样块的中心30mm。1.27cm(0.5英寸)宽的样品，其中0.89mm(35密耳)粘合剂层直接放置在肋上并随后加热至190℃持续五分钟(EX12)或直接分配到肋状部分上(EX13)。结果示于表6中。在用4298UV涂底漆后，将5074(CE3)置于有棱纹的TPO上。EX12和EX13的粘合剂组合物与EX1相同。
表6：有棱纹的TPO 90°剥离强度测试结果
实施例14(EX14)以及比较例9和10(CE9和CE10)：
经由加热的40mm TSE将组合物EX1的芯鞘长丝转变成膜，用齿轮泵在180℃下泵送通过15.2cm(6英寸)膜模头，并且沉积在经有机硅处理的PET衬件上。将转化的膜粘合剂切割成C520(得自美国密歇根州德本的福特汽车公司(Ford Motor Company of Dearborn，MI.United States))挡风玻璃传感器托架的形状。C520为玻璃填充的聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)挡风玻璃托架。它具有多边形形状，最长长度为162毫米，最短宽度为160毫米，表面覆盖度为大约150cm2。将其(EX14)粘附到托架的背面，然后将托架放置在180℃的烘箱中。五分钟后，移除托架并将其按压到一块加温的未预处理的层合玻璃上。在均匀悬挂6kg砝码之前，使样品停留24小时。将玻璃托架组件悬挂成使得玻璃表面平行于地面。直到40天才观察到失效。
PT1100(CE9)和EX4011(CE10)放置在C520托架的背面上，并放置在负载为6kg的65℃80％相对湿度(RH)烘箱中。托架上不存在表面预处理。在悬挂之前使样品停留24小时。两条胶带不能保持托架长于一天。
实施例15(EX15)以及比较例11至13(CE11至CE13)：
经由加热的40mm TSE将组合物EX1的芯鞘长丝转变成膜，用齿轮泵在180℃下泵送通过15.2cm(6英寸)膜模头，并且沉积在经有机硅处理的PET衬件上。将转化的膜粘合剂切割成25.4mm×25.4mm×0.9mm的形状。所遵循的测试标准为ASTM--D3654，进行了小修改。选择四个代表性的顶衬件，每个顶衬件具有纤维非织造布B侧(未示出表面)。顶衬件由汽车工业典型的各种专有组合物的轻质复合结构组成。将顶衬件材料切割成150mm×100mm的试样块以用于测试。将粘合剂正方形放置在顶衬件材料的B侧上，并且将它们放置在两个热板之间而不在176.7℃(350°F)下完全闭合三分钟。立即移除后，将铝片按压到暴露的粘合剂上。将铝带状物打环并在相对端上钉住。将500克重量的样品悬挂在80℃烘箱中并使其停留。记录样品保持500克的时间量。还测试了三种代表性可比粘合剂：5074(CE11)、6111T(CE12)和3794(CE13)的性能作为比较例。结果示于表7中。
表7：静态剪切测试结果
在EX15以及CE11、CE12和CE13上进行90°剥离强度测试。将组合物EX1的芯鞘长丝直接分配到顶衬件试样块上。将宽16mm和长150mm的薄0.25mm(10密耳)A1带置于粘合剂上，并用橡胶辊使用手压手动轧制。还测试了3794(CE11)、5074(CE12)和6111T(CE13)的性能作为比较例。结果示于表8中。
表8：顶衬件90°剥离强度测试结果
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (13)

1.一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，所述方法包括：
加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段，所述苯乙烯嵌段共聚物组合物以芯-鞘长丝提供，所述芯-鞘长丝包含苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘；
磨碎所述粘合剂熔融组合物；
在超过所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将所述粘合剂熔融组合物递送到所述基材上，其中所述基材选自低表面能基材、多孔基材以及具有凸起或凹陷表面的基材；以及
冷却所述粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材为非膜基材。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含一种或多种增粘剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述芯-鞘长丝由分配头递送，所述分配头包括：
筒体，所述筒体包括一个或多个加热元件；
入口，所述入口延伸穿过所述筒体的侧面以用于接纳所述芯-鞘长丝，所述入口包括斜咬合点以防止所述芯-鞘长丝在被拉入所述筒体中时破损；
出口，所述出口位于所述筒体的远侧端部处以用于分配所述粘合剂熔融组合物；以及
接纳在所述筒体中的可旋转螺杆，所述可旋转螺杆包括至少一个混合元件以磨碎所述粘合剂熔融组合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材包括一个或多个腔体，并且其中所述粘合剂熔融组合物在递送时至少部分地填充所述一个或多个腔体。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述基材还包括延伸跨过所述一个或多个腔体的多个肋，并且其中所述粘合剂熔融组合物在递送时至少部分地填充所述多个肋之间的空间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材包括具有20mJ/m2至37mJ/m2的表面能的低表面能基材。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述低表面能基材包含热塑性烯烃。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述低表面能基材是未涂底漆的，并且在递送所述粘合剂熔融组合物之前既未被表面处理也未清洁。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基材包括多孔基材。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述粘合剂熔融组合物在其被递送或冷却时成型，所述粘合剂熔融组合物通过型材挤出或通过抵靠设置在所述基材上的剥离表面模塑而成型。
12.一种将压敏粘合剂粘结到基材的方法，所述方法包括：
加热苯乙烯嵌段共聚物组合物以提供粘合剂熔融组合物，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物包含玻璃化转变温度为90℃至220℃的硬链段嵌段，其中所述苯乙烯嵌段共聚物组合物以芯-鞘长丝提供，所述芯-鞘长丝包含苯乙烯嵌段共聚物芯和在环境温度下非粘性的鞘；
磨碎所述粘合剂熔融组合物；
在超过所述硬链段嵌段的玻璃化转变温度20℃至150℃的温度下将所述粘合剂熔融组合物递送到所述基材上，其中所述基材包括剥离表面；以及
冷却所述粘合剂熔融组合物以获得粘结压敏粘合剂。
13.一种粘结组件，所述粘结组件使用根据权利要求1至12中任一项所述的方法制备。
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