粘合剂片材的制作方法

本发明涉及一种粘合剂片材，并且更具体地讲，涉及可热膨胀粘合剂片材。

背景技术：

粘合剂片材已用于将粘附体彼此粘附。粘合剂片材通常以这样的状态制备：粘合剂施加到基材的两侧，并将衬垫进一步附接到粘合剂的表面。在实际操作时，操作者剥离衬垫并将粘合剂片材附接到粘附体的表面。

然而，存在例如，其中粘附体的结构太复杂以至于粘附体在粘合剂片材附接到另一粘附体之后不能简单地层合的情况，以及其中粘附体之间的间隙如此窄以至于不能将粘合剂片材适当地设置在粘附体之间的情况。即使在这种情况下也可使用的粘合剂片材的已知示例为专利文献1中所述的粘合剂片材。

现有技术的文献

专利文献1-wo2016/163514

专利文献1描述了一种粘合剂片材，其具有形成于基材表面上的可热膨胀粘合剂层和进一步形成于粘合剂层上的脱模剂层。此类粘合剂片材具有设置在粘合剂层表面上的脱模剂层，因此该粘合剂片材是“无粘性的”，这意指其在使用前的状态下在室温下不表现出粘着性。在使用时，将粘合剂片材设置在规定位置并加热。然后将脱模剂层分解并掺入到粘合剂中，因此粘合剂随后出现在表面上。

技术实现要素：

本发明将要解决的问题

本发明提供了可热膨胀粘合剂片材，所述可热膨胀粘合剂片材在使用之前的状态下是无粘性的，并且利用与专利文献1中不同的解决方案方法，表现出高可加工性。

用于解决问题的方法

为了解决上述问题，本发明提供了一种可热膨胀粘合剂片材，所述可热膨胀粘合剂片材包括：基材；两个可热膨胀粘合剂层，各自设置在所述基材的任一侧上；以及两个粘合剂可渗透层，各自设置在所述两个粘合剂层的表面上，所述粘合剂可渗透层在所述粘合剂热膨胀时对所述粘合剂是可渗透的。

在本发明以这种方式构造的情况下，在将粘合剂片材设置在粘附体之间之后，加热粘合剂片材引发构成粘合剂片材的粘合剂层的粘合剂的热膨胀。当粘合剂热膨胀时，粘合剂随后渗透穿过设置在粘合剂层表面上的粘合剂可渗透层并渗出到粘合剂可渗透层的外表面。这使粘合剂到达粘合剂可渗透层的外表面，所述粘合剂可渗透层在加热之前为最外层，并且粘附体可彼此附接。更具体地讲，在加热粘合剂片材之前，即，当粘合剂片材相对于粘附体定位时，粘合剂可渗透层设置在粘合剂片材的最外层上。因此，当粘合剂片材相对于粘附体定位时，可防止粘合剂片材无意地粘附到粘附体上，并且可增强可加工性。此外，使用可热膨胀粘合剂作为形成粘合剂层的粘合剂可使粘合剂片材的厚度减小至小于粘附体之间的间隙。在相对于粘附体定位粘合剂片材之后，加热粘合剂片材引发构成粘合剂层的粘合剂的热膨胀。当粘合剂膨胀时，粘合剂渗透到粘合剂可渗透层中并到达粘合剂可渗透层的外表面。此外，粘合剂片材的总厚度由于粘合剂的膨胀而增加，因此粘附体之间的间隙可由粘合剂片材填充。因此，加热本发明的粘合剂片材使粘合剂片材膨胀，同时允许粘合剂出现在粘合剂片材的最外表面上。

此外，在本发明中，粘合剂可渗透层还优选地由玻璃化转变温度高于构成粘合剂层的粘合剂的固化起始温度的材料形成。

在本发明以此类方式构造的情况下，可防止粘合剂可渗透层在粘合剂膨胀之后和粘合剂开始固化之前被分解。

在这种情况下，粘合剂可渗透层优选地为非织造织物或纸材。

此外，在本发明中，构成粘合剂层的粘合剂优选为绝缘粘合剂。

在本发明以此类方式构造的情况下，即使在粘附体之间需要绝缘的应用中也可施加粘合剂片材。

本发明的效果

如上所述，本发明可提供一种可热膨胀粘合剂片材，所述可热膨胀粘合剂片材在使用之前的状态下是无粘性的，并且利用与专利文献1中不同的解决方案方法，表现出高可加工性。

附图说明

图1是示出根据本发明实施方案的粘合剂片材的构造的剖视图。

图2是示出粘合剂片材的构造的剖视图。

具体实施方式

在下文中将详细描述本发明的实施方案。下文将给出将粘合剂片材施加到电机上的示例。电机的定子主体具有圆柱形状并且具有沿圆柱体的内周边的多个狭槽。用于电机的线圈设置在狭槽中。通常，定子主体和线圈彼此粘附并且彼此电绝缘。

在相关领域中，绝缘体被夹在定子主体和线圈之间，并且允许液体粘合剂渗透间隙以粘附和固定每个构件。将粘合剂片材设置在作为被粘附构件的电机的定子主体和线圈之间，并且两个被粘附构件通过粘合剂片材的粘合力粘结。在两个被粘附构件的粘附表面之间设置规定的间隙，并且将粘合剂片材设置在该间隙中。

在附接定子主体和线圈时，首先将在粘合剂片材表现出粘合力(即，无粘性状态)之前的状态下的粘合剂片材设置在被粘附构件的粘附表面之间。此时，被粘附构件之间的间隙优选地稍大于粘合剂片材的厚度。在将粘合剂片材设置在规定位置处之后，加热粘合剂片材。因此，粘合剂片材从无粘性状态转变成其中粘合剂片材在表面上具有粘合力的状态。

图1是示出粘合剂片材的构造的剖视图。更具体地讲，图1是在粘合剂片材表现出粘合力(即处于无粘性状态)之前的粘合剂片材的剖视图。如图1所示，处于无粘性状态的粘合剂片材1包括板状基材3、设置在基材3的两个主表面上的粘合剂层5、以及设置在两个粘合剂层5的表面上的粘合剂可渗透层7。在无粘性状态下，粘合剂层5被夹在基材3和粘合剂可渗透层7之间，使得粘合剂不存在于粘合剂片材1的外表面上。

基材3既是用作用于形成粘合剂层5的基部的一部分又是基本上限定粘合剂片材1的粘合剂表面的尺寸的构件。示例性基材应为耐热膜材料。示例性基材包括芳族聚酰胺膜、聚碳酸酯膜、聚酰亚胺(pi)膜、聚酯(pet)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)膜、聚醚醚酮(peek)膜、尼龙、或pen/聚甲基丙烯酸甲酯多层膜。考虑到强度、耐热性等，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)膜优选地用作基材3。然而，基材足以用作用于在粘合剂片材1的生产阶段中形成粘合剂层5的基部，因此可使用任何材料，只要该材料具有足以支撑粘合剂层5的强度并且在加热时不减弱构成粘合剂层5的粘合剂的粘合强度即可。考虑到粘附体之间的间隙，可调节基材3的厚度。也就是说，除了粘附定子主体和电机线圈作为粘附体的功能之外，粘合剂片材1还具有填充被粘附构件之间的间隙的功能。因此，在间隙较大的情况下，可增加基材3的厚度以适当地填充间隙。

粘合剂层5是在基材3的两侧的主表面上形成的可热膨胀粘合剂层。当粘合剂构成粘合剂层5时，可使用如下粘合剂，其在室温下实际上为固态，在加热时变成流体，当继续加热时体积膨胀，并且在冷却时固化。热固性环氧树脂可用作此类粘合剂。可用作热固性环氧树脂的树脂的示例包括但不限于：双酚环氧树脂诸如双酚a环氧树脂和双酚f环氧树脂、具有脂族骨架的环氧树脂诸如己二醇二缩水甘油醚、缩水甘油胺环氧树脂诸如三缩水甘油基氨基苯酚、酚醛环氧树脂诸如苯酚酚醛环氧树脂和甲酚酚醛环氧树脂、溴化环氧树脂、脂环环氧树脂、以及它们的混合物。热固性环氧树脂还可包含苯氧基树脂(由双酚和表氯醇合成的多羟基聚醚)作为热塑性组分。

可膨胀粘合剂还包括呈微胶囊形式的膨胀剂。示例性微胶囊包含包埋在聚合物壳中的低沸点液体烃。一种示例性微胶囊以商品名matsumotofn100-d购自日本的松本裕世精工株式会社(matsumotoyushi-seiyakuco.,ltd.(japan))。

上文提供的可膨胀粘合剂还可包括交联剂、固化剂、抗冲改性剂、无机填料颗粒、偶联剂等，在环氧树脂粘合剂领域中的常用物。

在构成粘合剂层5的粘合剂膨胀时，粘合剂可渗透层7使粘合剂从粘合剂可渗透层7的一个主表面侧渗透到另一个主表面侧。更具体地，粘合剂可渗透层7具有包括至少多个孔的结构，所述多个孔从一个主表面穿过到其他主表面。为粘合剂可渗透层7提供包括多个孔的结构使粘合剂在该粘合剂膨胀时穿过孔到达粘合剂可渗透层7的其他主表面，所述粘合剂在加热之前仅与粘合剂可渗透层7的主表面中的一者接触。此外，选择玻璃化转变温度高于构成粘合剂层5的可热膨胀粘合剂的固化起始温度的材料作为构成粘合剂可渗透层7的材料。具体地，基于天然纤维、化学纤维或它们的混合物的非织造织物或纸材可用作用作粘合剂可渗透层7的材料。例如，基于纤维素的非织造纸材可用于粘合剂可渗透层7。示例性非织造织物可包括非织造玻璃织物、基于芳族聚酰胺的非织造织物、基于聚烯烃的非织造织物、基于聚砜的非织造织物、基于芳族聚酰胺的非织造织物、基于聚苯硫醚的非织造织物、基于聚酯的非织造织物、基于尼龙的非织造织物或基于液晶聚合物(lcp)的非织造织物。此类非织造织物/纸材内部具有多个通孔，因此与主表面中的一个接触的粘合剂可穿过非织造织物/纸材的内部并在某些条件下到达其他主表面。

非织造织物或纸材的基重为至少10g/m²，并且优选地不小于11g/m²。实验表明，较低基重的非织造织物和纸材在粘合剂固化后不能提供足够的粘合强度。此外，非织造织物/纸材的厚度不大于50μm，并且优选地不大于47μm。这是因为实验结果表明，过大厚度的非织造材料减少了在加热粘合剂片材时渗出到非织造材料表面的粘合剂的量，并降低了粘合剂片材1的剪切粘合强度。

当使用粘合剂片材1时，将处于无粘性状态的粘合剂片材1设置在构件的粘附表面之间，所述构件之间设置有规定的间隙。此时，粘合剂片材1处于无粘性状态，并且可防止粘合剂片材1无意地粘附到构件。另外，即使粘附体之间的间隙相对较窄，粘合剂片材1也可容易地设置。在粘合剂片材1设置在粘附体之间的固定位置处之后，加热粘合剂片材1，并且粘合剂片材1从无粘性状态转变成其中粘合剂片材1在表面上具有粘合力的状态。

图2是示出粘合剂片材的构造的剖视图。更具体地，图2为处于其中粘合剂片材表现出粘合力状态的粘合剂片材的剖视图。

在图2所示的状态下，粘合剂片材1'的层结构与图1所示的无粘性状态下的粘合剂片材1的层结构不同。在图2所示的状态下，与图1所示的状态相比，粘合剂可渗透层8嵌入设置在基材3的两个主表面上的粘合剂层4、6内部。因此，粘合剂片材1的两侧均具有粘合力。在加热处于无粘性状态的粘合剂片材1时(图1)，构成粘合剂层5的粘合剂膨胀穿过粘合剂可渗透层，使得粘合剂浸渍粘合剂可渗透层8，如图2所示。因此，首先使粘合剂层表面上的粘合剂可渗透层压贴在被粘附构件的粘附表面。由于粘合剂的进一步膨胀，粘合剂随后渗透到粘合剂可渗透层8中并渗出至粘合剂可渗透层的外表面以产生粘合剂层6。粘合剂渗出至粘合剂可渗透层的外表面的现象在粘合剂片材1'的每个主表面上单独发生。因此，在加热图2中所示的处于无粘性状态的粘合剂片材时，基材上侧上的粘合剂穿过基材上侧上的粘合剂可渗透层并出现在粘合剂片材上侧上的表面上，然而基材下侧上的粘合剂穿过基材下侧上的粘合剂可渗透层并出现在粘合剂片材下侧上的表面上。因此，粘合剂6插置在粘合剂可渗透层8与被粘附构件的粘附表面之间，并且粘合剂可渗透层8基本上嵌入膨胀的粘合剂层内部。此外，在图2所示的状态下，粘合剂6存在于粘合剂片材1'的最外表面上，因此粘合剂片材1'呈现表现出粘合力的状态。通过固化粘合剂，被粘附构件可通过粘合剂片材1'彼此粘附。此外，在加热粘合剂片材1以使粘合剂膨胀时，粘合剂可渗透层嵌入粘合剂层4、6内部并保留在粘合剂层内部。因此，粘合剂可渗透层用作被构造成抑制粘合剂在平面方向上膨胀的构件。

以此类方式，粘合剂片材1经历从无粘性状态到粘合剂片材1’在两侧上均具有粘合力的状态的转变。这种转变使粘合剂片材1易于设置在规定位置处。此外，通过使粘合剂片材膨胀以适应粘附表面的表面形状，可填充被粘附构件之间的间隙，并且即使在粘附表面上存在加工误差，也可将被粘附构件适当地彼此粘附，而不管误差如何。

另外，粘合剂片材1也可在其根据被粘附构件之间的间隙的形状被折叠的状态下使用。

接着，将详细描述本发明的实施例。

基材

制备厚度为75μm的pen膜(商品名：teonexq51，由帝人膜有限公司(teijinfilmsolutionslimited)制造)作为基材。

可热膨胀粘合剂

对可热膨胀粘合剂制剂进行优化，以找到最佳固化条件。膨胀剂(fn-100sd)不包括在该研究中，因为其可干扰该对照实验的固化动力学(由于膨胀)。固化剂从2份变化至6份，并且促进剂从0.2份变化至2份。这些前体粘合剂的详细制剂信息在表1a中提供。使用甲基乙基酮(mek)作为溶剂以有助于组分的混合。混合在高速混合器中以2000rpm的速度进行3-5分钟。混合完成后，在60℃的真空烘箱中移除溶剂。注意表1a中的制剂信息基于干重百分比(即在移除溶剂后)提供。

将每种制剂的20mg样品以10℃/min的扫描速率在dsc(差示扫描量热仪)中固化。由固化放热记录峰值固化温度和反应热。峰值固化温度和热反应数据示出对固化剂和促进剂比率的依赖性。优选的条件为与反应完成相关的高反应热和高交联密度。

表1a

结果表明，浓度为1.32重量％的pn-50和4.79重量％的dicyanex的粘合剂制剂e提供了150℃的期望固化温度和高反应热的最佳结果，这与固化反应完成和高交联密度直接相关。约150℃的固化温度是优选的，因为粘合剂的膨胀发生在115℃-120℃左右，并且固化应在膨胀后立即发生以稳定膨胀。

下表1b中列出的材料被制备为可热膨胀粘合剂。需注意，在移除(干燥)溶剂之前提供可膨胀粘合剂制剂的组成。

表1b

在制备上述材料后，将树脂epiclonn-740、tactix742和yslv-80xy溶于yp-50ek35中。接着，将其他材料分散在树脂溶解于其中的溶液中并用混合器混合以制备可热膨胀粘合剂。每种材料的量如表1b中所列出的。

粘合剂可渗透层

将下表2中所述的非织造织物/纸材制备成粘合剂可渗透层。

表2

nw25–有意不包括，因为smpl25不包括粘合剂可渗透层

粘合剂片材

将可热膨胀粘合剂施加到制备的基材的两侧。所施加的粘合剂的量为39g/m²。然后将基材在65℃下干燥3分钟，并且在100℃下另外干燥3分钟以移除溶剂甲基乙基酮。制备此类粘合剂施加于其上的粘合剂涂覆的基材。将表2中所列的样品nw1至nw28分别附接到基材上以制备用于测试的样品smpl1至smpl28。注意，制备不将非织造织物附接到剩余基材的粘合剂层的smpl25以用于比较。

粘连测试

对于所制备的样品smpl1至smpl28，根据以下程序进行粘连测试。

·样品尺寸：25mm×25mm

·将相同组成的两个样品分层，并且在两个样品进一步夹在sus304板(100mm×50mm；厚度：1mm；重量：40g)之后，将500g砝码置于其上。

·将样品在设定为40℃的烘箱中放置4.5天。

·从烘箱中取出样品，并且在移除砝码后，使样品在室温下静置一小时或更长时间。

·移除sus304板，并且在仔细剥离两层的样品之后，观察附接状态。

·根据以下标准观察并评估附接状态。

评估1：样品表面之间的附接

评估2：适度附接到样品表面

评估3：轻轻地附接到样品的端面部分

评估4：轻微附接到样品的端面部分

评估5：无任何附接

搭接剪切粘附测试

根据以下程序，对制备的样品smpl1至smpl28进行剪切粘附强度测试的搭接剪切粘附测试。

·样品尺寸：12.5mm×25mm

·制备用mek表面洗涤的两个冷轧钢(crc)基板，并且在将处于无粘性状态的样品和厚度为0.4mm的垫片放置在crc基材中的一个上之后，将另一个crc基材放置在样品和垫片上。

·使用夹具固定两个基材之间的间距。

·将样品在设定为180℃的烘箱中放置30分钟以加热样品。

·移除夹具，并且在5mm/min的剪切拉伸速度下进行剪切粘附强度测试。

·将非织造织物未附接于其上的样品smpl25的搭接剪切强度定义为100％，并且对于smpl1至smpl28，计算粘合剂相对于smpl25的残余比率。

粘连测试和剪切粘附强度测试的结果示于下表3中。

表3

smpl14、smpl18、和smpl24为无效实施例，因为搭接剪切强度不足，这是由于在粘合剂固化之前(在加热期间)，粘合剂渗透层对所述粘合剂干扰太多。较高的干扰来自粘合剂渗透层的相对密度(为了实用方便，在上表中称为“基重/厚度”作为计算值)和粘合剂渗透层的较高厚度的组合。

smpl20和smpl23也是无效实施例，因为在测试条件下(40℃持续4.5天)由于粘合剂渗透层对粘合剂干扰太低而导致粘连测试失败(得分1和2)，这表明“粘连问题”可发生在室温下长时间储存时产品的成卷状态中(因此该卷不能被再卷绕和使用)。

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