CN1157452C - 粘合方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种粘合方法，它包括：用感应加热系统加热导电基材。所述导电基材应适合接受包括压敏胶或热熔胶在内的粘合剂。所述粘合剂附着在另一非传导性基材上。由感应加热系统对基材的接触面进行加热以提高其温度。热的表面可强化粘合剂加到基材上后的浸润作用。

Description

粘合方法及装置
                              发明领域
本发明是一种将基材粘合在一起的方法，具体地说，是一种增强粘合剂与导电基材之间粘合力的方法，更具体地说，是一种在将粘合剂涂于基材上之前或之后对导电基材进行感应加热的方法。本发明还涉及一种将两种基材相互粘合的装置，其中包括用于增强粘合力的感应加热系统。
                              发明背景
在粘合过程中，重要的是有能在短时间内提供足够的原始强度的粘合剂，从而保持物体相互接合直至粘合剂固化。该原始强度即粘合剂的剪切强度。获得原始强度的能力通常取决于所涂粘合剂与基材接触时的润湿情况。有些基材(或说是它们的物理特性)会阻碍粘合剂的浸润。此外，施加粘合剂时的过程条件也会影响其浸润作用。浸润不充分将导致粘合剂与基材之间的粘合力较弱。
                              发明概述
本发明是一种增强涂在导电基材上的粘合剂的粘合力的方法。本发明方法强化了粘合剂在导电基材接触面上的浸润作用。
本发明采用一种非传导性基材，其至少部分表面上带有粘合剂。该粘合剂可以是压敏胶或热熔胶，或者，至少其外露的一层是压敏胶或热熔胶。采用热熔胶要求将其加热到可粘合状态。然后，用感应加热系统对一种导电基材进行加热。该导电基材应适合接受所述粘合剂。该导电基材的导热率应高于粘合剂。基材接触面经加热所达到的温度应足以增强该基材上粘合剂的浸润作用。
所述压敏胶和热熔胶在室温下一般呈固态，具有稳定的形状与大小。热熔胶包括热塑性热熔胶和热固性热熔胶。热固性热熔胶主要包括热活化胶粘剂、湿活化胶粘剂，辐照或光活化胶粘剂。压敏胶和热熔胶在接触面上的粘度受导电基材接触面升温的影响。导电基材温度升高可强化压敏胶或热熔胶浸润基材的能力。就压敏胶而言，本发明方法可提高粘合力生成的速度。本发明方法可在粘合剂与导电基材之间形成牢固的粘合。
本发明还包括用于感应加热基材从而强化基材上粘合剂润湿作用的装置。该装置包括拆卸式固定非传导性基材的支架，所述非传导性基材的至少部分表面带有粘合剂。一感应加热系统安装于支架的至少一个部分上。该支架的位置靠近导电基材。开启感应加热系统后，导电基材即被加热，于是强化了其表面上粘合剂的浸润作用。
通过感应加热来强化导电基材与粘合剂之间的粘合力是本发明的优点之一。加热后的导电基材可强化其与粘合剂在表面或界面接触点处粘合剂的浸润作用。
就本发明而言，以下词语的定义为：
“浸润”表示胶粘剂在固化前在接触面上铺展并与之结合的能力。
“导电的”指收到感应磁场作用时产生热量的铁磁性材料或感应性材料。
“非传导性”指各种对电与热传递具有阻抗的材料。
“粘合剂”指室温下呈固态，并且具有稳定外形和大小的胶粘剂。
“可粘合状态”指胶粘剂经加热后具有一定的粘度，并能够在涂于基材上后浸润基材。
“压敏胶”指通常在室温下具有粘性，在与其他类别表面接触后只需用手指或手按压即可与之粘合的胶粘剂。
“热熔胶”指这样的物质：室温下基本无粘性，但可以经加热而成为粘稠状态，浸润基材，冷却后与基材粘合。
“粘化”指这样一种状态：胶粘剂达到一定温度，在此温度可浸润并与基材粘合。
“导热率(k)”指单位厚度、单位面积、单位温差的传热速度。
“热容(Cp)”指某系统或物质温度升高一度所需的热量。
本发明的其他特征和优点将体现在以下实施方式的描述和权利要求中。
                              附图简述
根据以下详细描述，并结合附图，本领域技术人员将可清楚地发现本发明的其他特征和优点，附图中：
图1是本发明装置的透视图。
                              详细描述
本发明能增强粘合剂与导电基材之间的粘合力。该方法适合将至少其一为导电基材的两种基材进行粘合。
经常需要将某种基材与金属粘合，尤其在汽车制造业中，常需要在金属基材或金属表面进行粘合。而且，在汽车制造中，由于生产上的诸多限制，一般要求粘合时间很短。
热活化或热熔性胶粘剂是胶粘剂中的一种，已被用于制品与金属表面或基材的粘合。热活化或热熔性胶粘剂靠加热来软化，使其粘性降至足以获得流动态的动态点。这使得它可以浸润基材。该胶粘剂或密封胶经冷却而固化，于是迅速形成粘合。热熔胶被广泛用于需要在冷却时迅速生成原始强度的粘合操作。最近的热熔胶可在涂布后发生化学反应，使得胶粘剂发生交连，形成热不可逆粘合。
用热熔胶进行与金属的粘合会造成粘合剂与金属之间粘合力不够强。当金属基材的质量大于胶粘剂的质量时，上述缺陷会变得更严重。热熔胶与金属基材之间的粘合，强度低，表现为两种材料之间的密着破坏(adhesive failure)，并且，如果立即将胶粘剂从被粘物上除下，可看到降粘剂凝固钝化的表皮。鉴于胶粘剂和金属基材的热容，这一结果出人意料。聚合物的热容不是一个单一值，而是随聚合物状态(晶态、无定形态、液态或固态)和热史而变化的。聚合物在玻璃转变温度附近的热容还取决于测定过程中的加热速度。胶粘剂热容较大意味着它能在较长的时间内保持温度恒定，保持低粘度和润湿金属基材的能力，还意味着能在两种材料相互接触时对金属进行定向加热。上述平衡表明，胶粘剂温度的升高对粘合具有直接改善，因此意味着不会产生粘合问题。然而，热容平衡无法解决粘合过程的总体动力学问题。
粘合剂与导电基材的热导性涉及到粘合过程的动力学问题。就热活化粘合剂而言，金属因其导热率高可将最初接触界面处粘合剂的热量迅速传走。金属与热熔胶之间的导热率差异的数量级为103。金属基层与粘合剂之间的导热率差异和热容差异形成了一个复杂的、动态的、难以预知的热平衡，该平衡的目的在于使粘合剂的流动状态能够保持足够长的时间从而充分浸润并实现粘合。
金属传热能力较快，而通过粘合剂的热传则较慢，结果使粘合剂直接与金属接触的最外层固化或成皮。热熔性胶粘剂或密封胶粘合表面的凝结几乎是瞬间发生的。此时，粘合剂接触表面的迅速固化会影响浸润。于是，浸润不良将影响总体粘合强度，并会造成粘合剂的密着破坏。
本发明方法可促进粘合形成过程。本发明方法的基础是利用能够对粘合组件(assembly)的粘合线进行针对性或定位加热的感应场。将热能集中于粘合界面能够克服粘合剂钝化或凝结的问题。本发明方法可显著强化浸润导电基材的过程。而且，让压敏胶形成的粘合件接受感应场的作用可显著提高与金属或有涂层基材之间粘合力的形成速度。利用感应场作为导电基材产热的内源可避免对热敏部分可能的损害，因为它只加热需要加热的地方。此外，该方法可减小或消除环境影响，例如基材温度因季节的较大改变。
根据本发明方法，用感应场对导电基材进行加热，从而强化涂于其表面的粘合剂的浸润。适用于本发明的是对感应场有感应的导电基材。通常，使用的是金属基材或有涂层的金属基材。
本发明也可使用非传导性基材。本发明适合将两种基材通过粘合剂粘合在一起。所述非传导性基材在感应加热系统启动后不会应感应而升温。所有能够接受粘合剂并与之粘合的非传导性材料都适合用于本发明，例如玻璃、塑料或增强型复合材料。
在优选实施方式之一中，本发明方法适合将玻璃与金属框架粘合。例如，可将玻璃与汽车的金属框架粘合。此外，所述玻璃可具有一层陶瓷釉，作为与粘合剂粘合的表面。本发明方法还适用于将上光或包层玻璃装置固定到金属框架上。
本发明的粘合剂包括至少一层外露的胶粘层，它在室温下呈固态并具有基本稳定的外形和大小。其他层则包括适合与特定非传导性基材粘合的组合物。粘合剂的外露层可应加热而变化，并能在加热后表现出流动性。较好的是，所述粘合剂是压敏胶或热熔胶。
压敏胶代表特定的一类物质，他们能在受压后与基材粘合。施压使得胶粘剂浸润基材。加热是提高压敏胶粘合力的另一方法。对压敏胶来说，性能提高表现为压敏胶与金属或有涂层金属基材之间对特定破坏方的粘合强度提高。感应加热通过强化粘合表面上的浸润来形成粘合。这种粘合可在较短的时间内表现出内聚破坏(cohesive failure)方式，同时，对粘着物影响极小。这使得压敏胶可用于要求在短时间内达到高粘合性能的场合，例如汽车制造。
热熔胶也适用于本发明。热熔胶包括热塑性的和热固性的。热塑性热熔胶的例子包括但不限于：聚酯，氨基甲酸乙酯(乙醚酯)，乙酸乙烯酯共聚物，或聚烯烃。合适的热固性热熔胶包括湿活化胶粘剂，光活化胶粘剂，辐照活化胶粘剂或它们的组合。本领域技术人员所知的传统热固性热熔胶适合用于本发明。
热固性材料包括例如湿固化氨基甲酸乙酯，环氧树脂，和环氧树脂加热塑性材料之类含环氧材料。此类材料的例子包括美国专利5086088(Kitano等)所述的环氧/聚丙烯酸(酯)组合物，1999年4月8日公开的WO99/16618所述的环氧聚酯组合物，以及1998年5月1日提交的美国专利申请09/070971所述的环氧/乙烯乙酸乙烯酯组合物。较好的是，所述热固性材料呈带状。该带子还可以具有一层或多层其他层，例如：泡沫材料芯层，胶粘层，热固性材料与内芯或胶粘层之间的系层，底涂层等。
另一实施方式中，粘合剂加在非传导性基材上，然后加到导电基材上，再实施本发明方法。通常，施加的方法取决于具体的基材种类以及操作上的限制条件。例如，用热熔胶必须先将其加热到可粘合状态，然后加到导电基材上。
当导电基材的导热率高于压敏胶或粘合剂时，本发明方法将表现出其优越性。通常，导电基材的导热率是粘合剂的约10倍，最好是100倍。
采用可活化粘合剂，例如热活化或辐照活化密封胶，一般需要进行热熔胶的活化。通常在临加到基材上之前进行活化，或者也可以在热熔胶加到导电基材上之后进行活化。所谓活化包括让粘合剂接受可见光，红外辐照或紫外辐照。
压敏胶和热熔胶可加到非传导性基材上形成不同的厚度。本发明针对的是与导电基材接触点处胶粘剂最外层的热动力学。在某些使用热熔胶的情况下，可能需要较厚的胶粘剂使其具有密封胶的作用。就本发明而言，如果胶粘剂的厚度超过0.5mm就将其视为密封胶。不论是热熔胶还是压敏胶，导电基材产生的热都直接用于胶粘剂接触表面的固化，而非整个胶粘剂层厚度的加热。
常规感应加热系统即适用于本发明方法。系统的频率额定值取决于所用的基材和粘合剂，然而以约25-90kHz为佳。感应加热系统功率的选择应根据具体的用途。例如，在给定频率，有些导电基材可能需要更高的功率来充分加热基材。所述感应加热系统可提供足够的热量，将导电基材加热到足够高的温度，使粘合剂在导电基材表面浸润。必须将从基材向粘合剂的热传导维持在足够高的水平，从而促进润湿过程并延迟粘合剂最外层的固化。感应加热系统领域的技术人员能够根据本发明直至成适合特定基材和粘合剂的系统，用以促进粘合的形成。
本发明对温度的限制取决于具体的基材和粘合剂种类。温度下限值将根据所选粘合剂而不同。较好的是，导电基材的温度能够达到粘合剂的粘化点。感应加热系统的温度上限一般取决于导电基材。该温度不得超过金属基材的损害温度。例如，有涂层金属基材的温度不能超过涂层与金属之间结合力的毁损点。较好的温度范围约25-140℃。
导电基材所达到的温度应足以使得胶粘剂浸润其与导电基材的接触界面。加热可缩短大规模制造过程中的粘合时间。本发明所用热固性热熔胶是以可粘合状态提供的。可粘合状态表示它们已被活化，并具有足够的能量在涂布后固化。所以不再需要由导电基材提供热量形式的能量来激活固化机制。材料的厚度将影响热固化梯度。然而，本领域技术人员可以看出，加热将启动一级动力学反应，并可能影响固化的加速。
感应加热系统的启动可以在将粘合剂施加到导电基材上之前，之后，或以上两个时刻。较好的是，该系统激活后可将导电基材的表面温度保持在粘合剂粘化点之上。感应加热系统启动一段时间，直至足以增强粘合剂的浸润。这段时间根据具体粘合剂和导电基材而异。本领域熟练技术人员能够确定使胶粘剂发生令人满意的润湿所需的时间。关闭感应加热系统后，粘合剂开始冷却并固化产生足够的原始强度。这是一个非常快的过程，并与导电基材的质量成正比。
可以在将粘合剂施加到导电基材上之后启动感应加热系统。较好的是在粘合剂的接触表面固化前启动。本领域熟练技术人员能够确定粘合剂与导电基材接触后启动感应加热系统的时间限制。所述时间限制可能因具体的胶粘剂和用途而异。
由本发明方法形成的粘合通常强于常规封胶方法。浸润过程的改善增强了粘合力，这可由粘合力检测结果来证明。本发明方法形成的粘合一般发生内聚破坏，而常规方法则发生密着破坏。因感应加热改善了浸润而增强的粘合还可通过拉扯试验来证明，见实施例所述。拉扯试验显示，与常规方法形成的粘合相比，本发明方法形成的粘合需要更大的力来将基材分开。
本发明方法适合用来将两基材通过粘合剂粘合在一起。所述基材和粘合剂可根据具体用途而不同。较好的是，导电基材温度至少能够达到给定粘合剂的粘化点。在一种优选用途中，本发明方法适用于将玻璃基材与金属框架粘合，例如汽车的挡风玻璃。本发明方法在汽车制造业中的应用可扩大某些粘合剂的用途，因为，它们可因此在更短的时间内形成更强的粘合。在制造装配生产线的时间限制下，迅速生成原始强度的能力显得尤为重要。
图1显示了一种适用于实施本发明方法的装置。装置10主要是一个用于拆卸式固定基材20的支架12。基材20可以直接由支架12固定，也可以通过各种常规固定机构来固定。例如，图1显示了装在支架12上用于固定基材20的真空吸头18。基材20的至少一部分上带有粘合剂(未显示)。支架12一般将基材20固定在导电基材(未显示)之上的位置。在另一种实施方式中，支架12的位置围绕着基材20的一段外周，通过基材20对粘合剂施加压力。感应加热系统14一般与就特定用途所选的粘合线对齐。装置10可以包括一个支持臂16，用于将基材定位于导电基材附近以便形成粘合。感应加热系统14位于支架12内或安装在支架12上，在基材都就位后启动。为了获得本发明方法的优良效果，感应加热系统14可在施加粘合剂的过程中或施加后启动。在获得足够的原始强度之后，支架12将基材20松开，并被移走。
以下非限定性实施例将进一步阐明本发明。除非另作说明，实施例中采用了以下试验方法。实施例中所述的具体材料及其用量，以及其他条件和细节都应作本领域内的广义理解，而不应视为对本发明范围的不合理限制。
                              实施例
90°剥离粘合力
该试验测定采用不同的感应加热时间时，胶粘剂或密封胶等粘合性材料与各种有涂料基材的剥离粘合力。
试验所用的基材是涂有以下汽车漆的金属板：
A-RK-8010(ACT Hinsdal MI)
B-DCT-5002(ACT Hinsdal MI)
将带剥离衬的密封胶或胶粘剂切成1.27cm×10.16cm的条。如果有两张剥离衬，剥去其中一张，轻轻地用手将露出的胶粘剂或密封胶表面压在板上。用一手提式感应加热装置(例如1999年10月21日的美国专利申请09/422,607，转让合同档案号：No.55175USA1A)作为实施例用的感应源。在各实施例中，将该感应加热装置的手提式感应加热头(500Watt，25kHz感应源，Magneforce，Waren OH)与剥离衬接触，然后用手以下述两种速度之一使其沿着胶粘条移动：第一种速度约12英寸/分钟(30.48cm/min)，第二种速度约4英寸/分钟(10.16cm/min)。以第一种速度的感应加热时间约20秒，第二种速度的约60秒。加热后，剥掉胶粘条上的剥离衬，将露出表面与127μm厚的经阳极化处理的铝箔经6.8kg一次辊压层合成试验样品。还以相同方法但不进行感应加热制备了一些试验样品。层合后，马上进行不同时间的老化(涂层上的老化时间)，然后对试验样品进行试验，老化时间为：21℃老化20分钟，21℃老化1小时，21℃老化24小时，试验过程为：用InstronTM拉伸试验机以90°角，30.48cm/min的十字头速度将铝箔从有涂料的板上剥离。每一种条件试验两份样品，取剥离粘合力的平均值，以N/dm为单位。并且记录破坏方式：POP-胶带条被干净地从有涂层的表面上剥掉，没有任何残留；COH-胶带分层，有涂层的表面和铝箔上都有部分胶粘剂残留，和/或，发泡胶带(如果有)分层；MIX-样品出现以上两种破坏方式。
拉扯试验
该试验是测定垂直地将用密封胶或胶粘剂粘合在有涂层金属板上的一片玻璃拉掉所需的力。
有涂层的试验基材与剥离粘合力试验中的相同。一块69.9cm×38.1cm×5.8cm(厚)的玻璃板用50/50的异丙醇/水混合物清洗。干燥后，在玻璃上用促粘合剂(Chemlok AP-134促粘合剂，Lord Corporation-Erie PA)打底，21℃干燥约10分钟。
切取一块1.27cm×1.27cm的方形胶粘剂或密封胶样品，将其加到有涂层金属板的表面上。然后将打过底的玻璃表面放到样品上，用手用力压紧。90°剥离粘合力试验中的感应加热器在密封胶上方的玻璃上放置2段不同的时间：30秒和60秒。以不经感应加热的样品为对照。然后，在加热并经以下时间老化后马上对样品进行试验：21℃老化20分钟，21℃老化1小时，21℃老化24小时。用InstronTM拉伸试验机进行试验。将金属板夹在十字头的夹具中，将玻璃板的侧边夹在上夹具中，从而可以1英寸/分钟(2.54cm/min)的速度将玻璃板垂直拉掉。记录下每平方英寸的最大负载值(磅)，在后文表中则以kPa表示。并且按照90°剥离粘合力试验中的标准记录破坏方式。
实施例1
制备2.54cm厚的发泡胶带：将90份丙烯酸异辛酯，10份丙烯酸和0.04份光引发剂(偶苯酰二甲基缩酮(benzil dimethyl ketal)，即购自Ciba Geigy的IrgacureTM)混合。对该混合物进行低强度紫外辐照，至粘度为2200厘泊。再加入0.1份偶苯酰二甲基缩酮，0.08份1，6-己二醇丙烯酸酯，6份K15玻璃泡和1.5份疏水性硅胶(AerosilTM R972)。将该组合物混合，直至其彻底均匀，脱气，然后用泵将其送入300-350rpm的90mm的发泡机(E.T.Oakes，Hauppage，NY)中。同时连续地向发泡机中通入氮气，加入炭黑颜料(PennColor 9B117)和约每100份组合物1.5份的表面活性剂A/表面活性剂B的60/40混合物。通过氮气来控制泡沫密度。表面活性剂A是C8F17SO2N(C2H5)(C2H4O)7CH3，表面活性剂B是美国专利3,787,351实施例2中的含氟脂族寡聚物在乙酸乙酯中含50％固体的溶液。炭黑颜料的加量为：以Hunter Lab比色计(Hunter Lab Associates，Reston VA的Color“L”比色计和D250ptical Sensor)测得的成品L值约为40。在205kPa压力下将发泡后的混合物送至辊涂机的辊隙，在两张表面涂有剥离涂层的透明双轴取向聚苯二酸乙酯之间形成约2.54cm厚，形成复合件。用夹子部分地夹住氮气管以控制所需的发泡压力。用数排Sylvania荧光黑灯泡对辊涂机中出来的组合物同时从上和从下进行辐照，90％的发出光在波长300-400nm之间，最大值在351nm。对各复合胶带先后从上从下进行强度4.5mW/cm2和总能量280.9mJ/cm2的辐照，以相同方式进行强度6.5W/cm2和总能量405.6mJ/cm2的辐照，强度7.5W/cm2和总能量656.9mJ/cm2的辐照。光的测定以NIST为单位。固化后泡沫体的密度为0.59g/cm3。
将该胶带用作试验胶粘带，对涂有两种汽车漆的基材，以不同的感应加热时间和不同的室温老化时间进行剥离粘合力试验，结果见表1。
同样，对1.27cm×1.27cm的发泡胶带进行签署拉扯试验，结果见表2。
Figure C0081471200121
表1显示利用感应加热并经不同老化时间令胶带与不同涂层基材粘合的优越性。总体上说，感应加热提高了粘合力值，这表明对基材进行感应加热增强了粘合剂在基材上的浸润及与之的相互作用。在诸如汽车零件组装等制造中，迅速形成粘合的能力对于胶粘系统性能达到所需水平的能力具有显著影响。以上数据显示，感应加热引起的剥离粘合力值升高速度比仅在室温下老化快。而且，而且粘合力值接近以破坏方式表征的可能达到的最后值，所述破坏方式是混合型的和内聚型。需要指出的是，感应加热但不经老化的样品表现出混合型破坏和略低的粘合力可能是因为加热降低了发泡胶带的模量。
Figure C0081471200122
表2显示，对表面进行感应加热可增强胶粘剂的浸润，并因而增强其与有涂层金属板和玻璃板的粘合力。随着感应加热时间的延长，将玻璃板从金属板上拉开所需的力随之增大，两种涂层基材的破坏方式都得的改善。
实施例3
加热一种湿固化热熔胶(3M公司(St.Paul MN)的3M Jet-Weld TS-230热固性胶粘剂)，用涂布枪在118℃将其直接涂在经清洗并以促粘合剂打底的玻璃表面(1.27cm×1.27cm×2mm厚的方形)上。立即将该带粘合剂的玻璃板与涂层基材B贴合，其间置以2mm的间隔片，用以保持粘合线的厚度和避免热熔胶被挤出。然后，对样品进行30秒的感应加热或无感应加热的粘合。然后，让样品老化24小时后进行检测。结果见表3。在拉扯试验中，感应加热粘合的样品表现出合乎要求的内聚破坏方式。
实施例4
用手按压，将1.27cm×1.27cm的实施例1发泡带贴到玻璃板上。将实施例3的湿固化热熔胶涂在发泡带的表面至覆盖整个表面，小心不要让热熔胶漫过边缘，然后将胶带包好。将带粘合剂的玻璃样品与涂层基材B贴合，轻轻用手按压，确保整个热熔胶表面都与玻璃表面接触。在这一制备步骤中可看到部分热熔胶被挤出粘合线外。对一份样品进行感应加热，另一份则进行无感应加热的粘合。对样品的30秒感应加热在将胶粘剂加到基材上后立即进行。样品经24小时老化后进行拉扯试验。结果见表3。表3数据显示，实施例3和4中，经感应加热后粘合力都增强了。
表3-拉扯试验
感应时间              0秒              30秒
    拉扯力-Kpa     破坏方式     拉扯力-Kpa     破环方式
实施例3     0     POP     2057.4     COH
实施例4     317.2     FS     2843.4     COH
实施例5
将1.27cm×10.16cm的实施例1发泡带贴到5.08cm×1.27cm的玻璃板(以AP-134促胶粘剂打底)上，使得胶带位于玻璃板的中央，用手压紧。然后在118℃将实施例3的热熔胶涂在发泡带的中间，让其漫流覆盖发泡带的表面，形成厚约1mm的胶粘剂层。立即在该胶粘剂和发泡带上覆盖一层低密度聚乙烯膜，使得热熔胶完全被该膜覆盖，并且，该膜与发泡带的粘性边缘粘合，从而将热熔胶包裹在内。该组件在室温下老化4小时。将聚乙烯膜从胶粘剂表面上除净，该玻璃组件在烘箱内120℃加热5分钟。然后将其从烘箱中取出，通过用手按压玻璃表面将其与涂层基材B贴合。在按压过程中可看到有部分湿固化热熔胶被挤出。将一手提式感应加热器放在玻璃表面上，以约15英寸/秒(10.16cm/min)的速度移动。室温下老化24小时后，用手将玻璃板从有涂层金属板上拉开，造成混合型破坏，包括泡沫体COH，POP，不锈钢板上有涂层剥落。该实施例的试验对象是具有发泡层和湿固化层的双层胶带，其中的湿固化层由一层膜保护而与周围的水分隔离。混合型破坏方式表明，感应加热使得该可固化胶带以高粘合力与玻璃和有涂层的表面粘合。
实施例6
一种密封胶组合物，其中包含45份乙烯树脂(DuPont Co.的Elvaloy741)，20份环氧树脂(Union Carbide的ERL4221)，35份烃增稠剂(Exxon Chemical Co.的Escorez EC180)和0.2份环氧固化性组合物，将该组合物挤塑成截面呈梯形的条带。将该条带加到实施例1制备的4mm厚127mm宽的有剥离衬的发泡带上，梯形的底面位于发泡带上，如此制备成一种胶带。所述环氧固化性组合物是美国专利5,089,536(Palazzotto)中的己内酯与(eta6-m-二甲苯)(eta5-m-环戊二烯)铁(1+)的50/50混合物。梯形截面高9mm，底边宽9.5mm，顶边宽3mm。挤出机是具有5个加热区的19mm BP挤出机。温度设定为：1区-40℃，2区-95℃，3区-℃，4区和5区-105℃，螺杆速度为250rpm。
制备试验组件：将101.6cm×304.8cm×1.65mm(厚)的阳极化处理过的铝板放在一块实验室台板上。将一块大小相同，涂有DCT-5002涂料的金属板直接放在铝板上，在两板之间放一热电偶传感器(具有K型传感器的Fluke52双热电偶)。第二个热电偶放在有涂层金属板上正对第一传感器之上的位置。
切取长100mm的胶带，让泡沫体一面贴在0.1mm厚的双轴取向聚酯剥离衬上。该组件在120℃烘箱内放置3分钟，密封胶的表面此时呈液态。加热后立即将胶带放在第二传感器和有涂层金属板上，让密封胶一面贴着金属板和传感器。轻压胶带，令约3mm密封胶挤出并围绕着泡沫体的外周。然后，监测并记录温度300秒，由两板之间的第一传感器指示金属基材的温度(Tm)，由第二传感器指示密封胶的温度(Ts)，此为第一试验。重复该试验，所不同的是，在将组件压在金属板和传感器上之后，立即将实施例1所述的感应加热器放在聚酯膜上大致位于传感器之上的位置，在此进行30秒的感应加热，待金属基材的温度达到224℃时，关闭感应加热器。两次试验的温度见表4。
表4
时间(秒)     3分钟烘箱加热     3分钟烘箱加热后再感应加热
    Tm(℃)     Ts(℃)     Tm(℃)     Ts(℃)
  0     72     72     72     72
  5     72     156     79     159
  10     75     146     90     173
  15     75     143     117     174
  20     76     140     147     NA*
  25     77     NA     186     NA
  30     77     135     224**     173
  40     78     129     201     167
  50     79     125     188     164
  60     80     121     175     157
  70     80     118     162     153
  80     80     117     147     150
  90     80     113     141     143
  100     80     112     134     139
  110     79     108     128     136
  120     79     107     125     132
  130     79     103     117     128
  140     79     102     114     127
  150     79     101     110     123
  160     79     98     109     120
  170     78     97     106     118
  180     78     96     105     115
  190     78     95     100     111
  200     78     94     100     110
  210     77     92     99     109
  220     77     91     97     108
  230     77     90     96     NA
  240     77     89     95     103
  250     77     88     93     102
  260     76     88     92     101
  270     76     87     91     100
  280     76     86     90     98
  290     76     86     89     97
  300     76     85     88     95
*NA-未测得                        **感应加热停止
表4数据显示，即使密封胶的温度比基材高得多，传递给基材的热量也只令基材温度升高了8-80℃。这样的温度远远低于密封胶的固化温度。将胶带试验组件冷却至室温，用一金属刮刀将其撬开。第一实验的组件表现为密着破坏：密封胶被干净地从有涂层金属板上除去。这表明，当密封胶与金属板接触后，即使该胶粘剂曾经呈液态，充分冷却凝固钝化了密封胶的表面，因而无法实现在有涂层金属板上的充分浸润。经感应加热的第二组件则表现出内聚破坏。而且，密封胶从粘合线处流出，表明密封胶的流动性足以在有涂层金属板上自动浸润。
根据专利法的规定，本发明已就其优选实施方式进行了描述。然而，需要指出的是，还可以用以上所述之外的方式来实施本发明，这些也应包括在本发明的范围之内。

Claims (20)

1.一种粘合方法，包括：
(a)提供一非传导性基材，其至少部分表面带有粘合剂，所述粘合剂包括至少一层外露的压敏胶或热熔胶，所述的非传导性基材选自玻璃基材，塑料基材或增强型复合材料，所述热熔胶已被加热成可粘合状态；和
(b)用感应加热系统加热一导电基材，所述导电基材适合接受所述粘合剂中的压敏胶或热熔胶，所述导电基材的导热率高于压敏胶或热熔胶，导电基材被加热至足以增强压敏胶或热熔胶在该基材上的浸润。
2.根据权利要求1所述的方法，所述的粘合剂包含热熔胶。
3.根据权利要求2所述的方法，所述热熔胶是热固性热熔胶。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括在将所述热熔胶施加到所述导电基材上并与所述导电基材接触之前激活所述热熔胶。
5.根据权利要求4所述的方法，所述的激活热熔胶包括让所述热熔胶接受可见光、红外线或紫外线辐照。
6.根据权利要求1所述的方法，所述粘合剂在所述导电基材与非传导性基材之间形成内聚粘合。
7.根据权利要求1所述的方法，所述的用感应加热系统加热在将粘合剂施加到所述导电基材上与所述导电基材接触之前进行。
8.根据权利要求1所述的方法，所述的用感应加热系统加热在将粘合剂施加到所述导电基材上与所述导电基材接触之后进行。
9.根据权利要求8所述的方法，所述粘合剂包括热熔胶，所述的感应加热在与所述导电基材接触的所述热熔胶表面固化之前启动。
10.根据权利要求1所述的方法，所述热熔胶选自：热塑性热熔胶，湿活化胶粘剂，光活化胶粘剂，辐照活化胶粘剂，或它们的组合。
11.根据权利要求1所述的方法，所述感应加热系统的工作频率为25-90kHz。
12.根据权利要求1所述的方法，所述导电基材被加热至25-140℃。
13.根据权利要求1所述的方法，所述非传导性基材是玻璃。
14.根据权利要求13所述的方法，所述玻璃是汽车的玻璃窗。
15.一种粘合方法，包括：
(a)提供一玻璃基材，其至少部分表面带有粘合剂的，所述粘合剂包括压敏胶或热熔胶，所述热熔胶已被加热成可粘合状态；和
(b)用感应加热系统加热一导电框架，所述导电框架适合接受压敏胶或可固化热熔胶粘合剂，所述导电基材的导热率高于压敏胶或可固化热熔胶；
(c)将所述玻璃装到所述导电框架上，使得压敏胶或热熔胶与所述导电框架接触，所述导电框架被加热至足以增强压敏胶或可固化热熔胶的浸润。
16.根据权利要求15所述的方法，所述加热在施加压敏胶或热熔胶之前，施加的同时，或施加之后，或多个上述时刻进行。
17.根据权利要求15所述的方法，所述框架是涂了漆的金属。
18.一种将两种基材粘合在一起的装置，包括：拆卸式固定非传导性基材的支架，所述非传导性基材的至少部分主表面上带有粘合剂，一个安装于支架至少一部分上的感应加热系统，所述支架的位置靠近导电基材，以便在启动后可将所述导电基材加热。
19.根据权利要求18所述的装置，当非传导性基材与导电基材之间形成粘合后，所述框架可将非传导性基材松开。
20.根据权利要求18所述的装置，所述支架位于所述非传导性基材的外周，所述感应加热系统沿粘合剂对齐。
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