非流动性有机硅粘合剂的制作方法
【专利摘要】描述粘合剂制剂，其在充分固化和干燥后在室温下不具有粘性，但可被热粘接。所述粘合剂尤其可用于将制动组件粘接在一起的应用，并且在车辆制动系统中具有广泛应用。当用于这种系统时，所述粘合剂在停车应用中不流动，而且减速或停止应用中充分阻尼震动以抵制制动噪声。所述粘合剂可以胶带形式提供，并在电子停车制动系统中用于将制动垫片粘接至制动衬块。
【专利说明】非流动性有机硅粘合剂
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2011年3月21日提交的美国临时申请号61/454，610和2011年5月12日提交的美国临时申请号61/485，268的优先权，其全部内容被引入本文作为参考。
发明领域
[0003]本主题涉及粘合剂制剂和包括该粘合剂的转移胶带(转移带，transfer tape)。转移胶带可方便地用于将制动垫片粘接至制动衬块或其他制动系统组件。本主题还涉及生产转移胶带产品的方法和使用转移胶带产品的方法。
[0004]发明背景
[0005]电子停车制动，也被称为电力或自动停车制动，渐增地替代机动车机械操作停车制动。电子停车制动系统的使用消除了停车制动杆——停车制动杆在乘客车厢通常很大——因此增加了可用空间。此外，电子停车制动系统提供较大的操作简便性，因为操作者不必施加相对高水平的力以施加或释放制动。另外，不同的驱动情形如在坡地上拉离制动或在首次从停车情况起动时释放制动更容易通过使用这种系统电子化和/或自动化地进行。
[0006]虽然提供大量优势，但电子停车制动系统倾向于若干问题。一个问题涉及用于使制动组件相互粘接的粘合剂的流动。而且，取决于车辆制动系统的构造，另一问题涉及系统呈现过度噪音或震动。在一些车辆中，电子停车制动系统使用相同的制动组件，即，制动衬块和制动塾片，作为车辆的液压制动系统。现在常见的是，制动塾片一般用于车辆制动系统以降低制动噪音。制动垫片一般是布置于制动衬块和转子之间的橡胶或金属薄层。制动垫片一般通过单独利用粘合剂或联同机械紧固器利用粘合剂被粘接或粘附于制动衬块。为抵制源自施加制动——如在行驶时减速或停止车辆——的过度噪音和震动，例如，“制动尖叫”，减震性压敏性粘合剂如某些有机硅和丙烯酸压敏性粘合剂已被用于将制动垫片粘接至制动衬块。但是，已发现这些粘合剂流动，尤其是在停车时施加制动的过程中。有机硅和丙烯酸粘合剂流动的发生是由于在施加停车制动时长时间施加的高压。此外，制动处于高温时，粘合剂的流动倾向增加。
[0007]鉴于与当前已知的有机硅和丙烯酸压敏性粘合剂有关的这些和其他问题，配制人员已经研究了其他类型的粘合剂。现在一般使用酚类粘合剂，其在相对高温和高压下不流动。但是，酚类粘合剂相关的问题是其不具有足够的噪音和震动阻尼性质。因此，利用酚类粘合剂将制动垫片粘接至制动衬 块的制动系统一般在减速或停止时呈现制动噪声或发出其他不需要的噪音。
[0008]因此，需要这样的粘合剂:呈现足够的粘接性质以使其可用于将制动垫片粘接至制动组件，在停车制动应用过程中不流动，和在减速或停止时充分地阻尼震动从而抵制噪音和制动尖叫。
[0009]另一与当前用于将制动垫片粘接至制动衬块的多种粘合剂相关的缺陷是施加粘合剂需要昂贵的设备。粘合剂层厚度必须被控制在相对高的公差内。而且，一般这种粘合剂由于其粘弹性而难以处理，该粘弹性显著促进粘合剂的消音特性。
[0010]发明概述[0011]与此前已知的粘合剂和实践相关的困难和缺陷通过本发明的制剂、粘合剂组合物、包含上述的胶带产品和相关使用方法而得到解决。
[0012]—方面,本主题提供有机娃粘合剂,其在固化前包括硅氧烷胶、有机娃树脂和娃氧烷胶与有机硅树脂的反应加成物中的至少一种。粘合剂还包括硅烷交联剂。粘合剂另外还包括钼基催化剂。而且，粘合剂可还包括任选的抑制剂。粘合剂呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm。
[0013]另一方面，本主题提供有机硅粘合剂，其可加成固化，并且呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
[0014]再一方面，本主题提供转移胶带，用于粘接制动组件。转移胶带包括:(i)至少一个衬垫jP(ii)有机硅粘合剂层。有机硅粘合剂选自(A)有机硅粘合剂，其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm ;和(B)有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
[0015]又一方面，本主题提供用于粘接制动组件的转移胶带。该胶带包括:(i)至少一个衬垫；和(ii )有机硅压敏性粘合剂层，该有机硅压敏性粘合剂可通过加成固化而固化，在室温下具有粘性，和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
[0016]另一方面，本主题提供生产用于粘接制动组件的转移胶带的方法。方法包括制备有机硅制剂。有机硅粘合剂选自(A)有机硅粘合剂，其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS )值大于5N/25mm，和(B )有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。方法还包括施加有机硅制剂至衬垫或基底层。而且，方法还包括至少部分地固化有机硅制剂以形成转移胶带。
[0017]再一方面，本主题提供将第一元件粘接至第二元件的方法。方法包括提供包括有机娃粘合剂层的粘合剂胶带(adhesive tape)。有机娃粘合剂选自(A)有机娃粘合剂,其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm ;和化)有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。方法还包括层压有机硅粘合剂层至第一元件，使得至少部分有机硅粘合剂层表面暴露。而且，方法包括通过将第二元件粘接至有机硅粘合剂的暴露表面部分而将第一元件粘接至第二元件。
[0018]如将理解，本主题能够实现其他和不同的实施方式，并且其若干细节能够在多个方面被修改，全部没有脱离本主题。因此，附图和描述被认为是示例性的而非限制性的。
[0019]附图简述
[0020]图1是根据本主题所述的优选实施方式胶带产品的示意性示例图。
[0021]图2是一种版本的优选实施方式胶带产品的示意性剖视图。
[0022]图3是另一版本的优选实施方式胶带产品的示意性剖视图。
[0023]图4是形成优选胶带和在粘接应用中使用优选胶带的优选实施方式方法的流程图。
[0024]图5是示例几种粘合剂的复合损耗因数(CLF)作为温度的函数的图。
[0025]图6示例样本制备和测试本文描述的两种性质测量，快粘测试和不锈钢剥离粘合力。
[0026]图7示例样本制备和测试本文描述的粘合剂渗移测试(ABT)。
[0027]实施方式详述
[0028]在多种制动系统中，前述减震层是粘弹性层。粘弹性层通常可以是粘弹性粘合剂如基于丙烯酸或有机硅的粘合剂或类似物。如前所述，减震层被提供以抵制制动噪声。
[0029]如前所述，在电子停车制动中，减震性粘合剂所需的另一附加特征是处于压力下相对长时间如数小时或数周的流动抵抗性，即，在停车模式中的制动蹄处于恒定压力时。已经制动的车辆制动系统，如在驶下坡地后，将一般处于相对高温。如果汽车然后停车和然后施加电子停车制动，粘合剂在升高的温度下也长时间呈现耐压性是必要的。
[0030]常用的丙烯酸(例如，Fastape3121或FT3131,购自 Avery Dennison Corporation)和有机娃(Fastape2103 和 FT3102,也购自 Avery Dennison Corporation)粘合剂倾向于在环境温度下在压力下流动。这种粘合剂在升高的温度下在压力下的流动倾向甚至更加显著。因此，常用的丙烯酸和有机硅粘合剂不适用于，并且在多种情况下完全不适用于电子停车制动(EPB)应用。现在，基于酚类的粘合剂可用于电子停车制动应用，但其不呈现消音性质。因此，需要呈现如同基于酚类的粘合剂的流动抵抗力而且呈现消音性质的粘合剂。
[0031]根据本主题，已鉴定某些粘合剂，其在干燥和固化后可用于汽车和其他车辆的制动系统，同时耐受高压和高温。在大多数电子停车制动系统中，粘合剂必须在上至200°C的温度下展现性能。在描述不同优选实施方式粘合剂的过程中，在若干测试中涉及其性能。关于各测试的细节在本文中被更详细地提供。
[0032]本主题提供有机硅粘合剂，其呈现粘合剂渗移测试(ABT)值在200°C下至少为5，OOOkgf。在粘合剂渗移测试中，粘合剂胶带被置于两个相对的金属板之间。施加压力和温度，直到粘合剂失效并开始流动到金属板外。该测试和程序在本文中被更详细地描述。本主题还提供有机硅粘合剂，其呈现粘合剂渗移测试(ABT)值在200°C下大于或等于7，500kgf。在再其他方面和实施方式中，本主题提供有机硅粘合剂，其呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于10，OOOkgf。而且，在其他方面和实施方式中，本主题提供有机硅粘合剂，其呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于15，OOOkgf。
[0033]根据本主题，已发现增加粘合剂制剂中的树脂百分比以抵制流动或潜在的流动，导致有机硅粘合剂的玻璃化转变温度(Tg)增加，如流变学方法测量。当通过流变学方法测量玻璃化转变时，样本被加热和置于受控的应变流变仪中。样本被置于两板之间，样本厚度为约Imm并且样本直径为8_。应用合成聚合物方法，利用小变形动态振荡技术来记录粘弹性行为对温度和时间的依赖性变化。然后在给定速率(约3°C /min)下冷却样本时测量样本。然后，应用变量减少的方法，由数据的经验移位生成复合曲线。这些用于生成跨越Tg区域的机械谱图。这种方法可在约0°C至250°C的温度范围内应用。受控的应变流变仪在10弧度/秒的角频率；0.1%的应变百分比；和0.01N的受控法向力下操作。
[0034]本主题提供多种独特的有机硅制剂，用于制备具有特定特征的热粘接粘合剂。本主题还提供有机硅热粘接粘合剂，其在环境温度下通常不具有粘性(tacky或sticky)，并且在用于制动系统后，在停车应用中不流动，同时充分地阻尼震动，从而在减速或停止应用中抵制制动尖叫。本主题还提供胶带产品，其包含有机硅热粘接粘合剂层。而且，本主题进一步提供多种使用方法。这些和其他方面全部在本文中被描述。[0035]有机硅制剂和热粘接粘合剂
[0036]本主题提供多种有机硅制剂，其在充分固化后形成热粘接粘合剂，该热粘接粘合剂在环境温度下呈现低粘性或无粘性。进一步描述本文所用的若干术语具有指导性。优选实施方式粘合剂在环境温度下是非粘性的或无粘性的。术语“非粘性”或“无粘性”意为，在室温下利用指压，干燥形式的粘合剂基本上不呈现粘性。优选实施方式粘合剂还被描述为热粘接粘合剂。术语“热粘接”意指如下粘合剂特征:在暴露于升高的温度后，粘合剂变得具有粘性，充分润湿基底表面，并且在冷却至环境温度后，粘合于多种不同的表面。热粘接粘合剂可用于将制动垫片粘接至制动衬块的应用。当用于这种应用时，粘合剂在停车应用中不流动，而且充分地阻尼噪音和震动，从而抵制制动尖叫或其他预期噪音。优选的制剂和热粘接粘合剂如下。
[0037]优选实施方式粘合剂包括有机硅胶和有机硅树脂。在实践中，可添加额外量的有机硅树脂以调节粘合剂的所需性质。由于可在一个阶段中将胶和树脂配制成理想比例或甚至可组合不同属性的粘合剂和树脂，该粘合剂部分可以是单组分或多组分。 [0038]可固化以形成优选热粘接粘合剂的多种优选有机硅制剂如下显示在下文表1中。
[0039]表1:优选的有机硅制剂
[0040]
【权利要求】
1.有机硅粘合剂，在固化前包括: (i)硅氧烷胶、有机硅树脂以及硅氧烷胶和有机硅树脂的反应加成物中的至少一种； (ii)硅烷交联剂； (iii)钼基催化剂；和 (iv)任选的抑制剂； 其中所述粘合剂呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于 5N/25mm。
2.权利要求1所述的有机硅粘合剂，其中所述有机硅粘合剂不含填料。
3.权利要求1-2中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂是加成固化粘合剂。
4.权利要求1-3中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
5.权利要求4所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于7，500kgf。
6.权利要求5所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于10，OOOkgf。
7.权利要求6所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于15，OOOkgf。
8.权利要求1-7中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂基本上由(i)、(ii)、(iii)和(iv)组成。
9.权利要求1-8中任一项所述的有机娃粘合剂,进一步包括一种或多种有机娃树脂，其包括四(二甲基娃氧基)硅烷。
10.权利要求1-9中任一项所述的有机娃粘合剂,其中所述硅氧烷胶和有机娃树脂中的至少一种具有选自羟基官能度、烯基官能度、和氢基官能度的至少一种官能度。
11.权利要求1-10中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂是热粘接粘合剂。
12.有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在20(TC下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于 5，OOOkgf0
13.权利要求12所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于7，500kgf。
14.权利要求13所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于10，OOOkgf。
15.权利要求14所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于15，OOOkgf。
16.权利要求12-15中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm。
17.权利要求12-16中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂在固化前包括:(i)硅氧烷胶、有机硅树脂以及硅氧烷胶和有机硅树脂的反应加成物中的至少一种；(ii)硅烷交联剂；(iii)钼基催化剂，和(iv)任选的抑制剂。
18.权利要求12-17中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂不含填料。
19.权利要求17-18中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂基本上由(i)、(；[；0、(；[；[；0和(；^)组成。
20.权利要求17-19中任一项所述的有机娃粘合剂,进一步包括一种或多种有机娃树月旨，其包括四(二甲基娃氧基)硅烷。
21.权利要求17-20中任一项所述的有机娃粘合剂,其中所述硅氧烷胶和有机娃树脂中的至少一种具有选自羟基官能度、烯基官能度和氢基官能度的至少一种官能度。
22.权利要求17-21中任一项所述的有机硅粘合剂，其中所述粘合剂是热粘接粘合剂。
23.用于粘接第一元件至第二元件的转移胶带，所述转移胶带包括:(i)至少一个衬垫jP(ii)有机硅粘合剂层，所述有机硅粘合剂选自(A)有机硅粘合剂，其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm ;和(B)有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在20(TC下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
24.权利要求23所述的转移胶带，其中所述有机硅粘合剂不含填料。
25.权利要求23-24中任一项所述的转移胶带，其中选择的所述粘合剂是粘合剂(A)，并且所述粘合剂是加成固化粘合剂。
26.权利要求23-25中任一项所述的转移胶带，其中选择的所述粘合剂是粘合剂(A)，并且所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
27.权利要求23-26中任一项所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于7，500kgf。
28.权利要求23-27中任一项所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于10，OOOkgf。
29.权利要求23-28中任一项所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于15，OOOkgf。
30.权利要求23所述的转移胶带，其中选择所述粘合剂是粘合剂(B)，并且所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于7，500kgf。
31.权利要求23所述的转移胶带，其中选择的所述粘合剂是粘合剂(B)，并且所述粘合剂呈现快粘值小于5N/25mm，和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm。
32.用于粘接第一元件至第二元件的转移胶带，所述胶带包括:(i)至少一个衬垫；和(ii )有机硅压敏性粘合剂层，其可通过加成固化而固化，在室温下具有粘性，和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf。
33.权利要求32所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于7，500kgf。
34.权利要求32-33中任一项所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于10，OOOkgf。
35.权利要求32-34中任一项所述的转移胶带，其中所述粘合剂呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于15，OOOkgf。
36.生产用于粘接一个元件至另一元件的转移胶带的方法，所述方法包括: 制备有机硅制剂，所述有机硅粘合剂选自(A)有机硅粘合剂，其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm ;和化)有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在200°C下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf ； 施加所述有机硅制剂至衬垫或基底层；至少部分地固化所述有机硅制剂以形成所述转移胶带。
37.权利要求36所述的方法，其中至少部分地固化所述有机硅制剂通过加热所述有机硅制剂至至少60°C的温度进行。
38.权利要求36所述的方法，其中至少部分地固化所述有机硅制剂通过加热所述有机硅制剂至至少100°C的温度进行。
39.权利要求36所述的方法，其中至少部分地固化所述有机硅制剂通过加热所述有机硅制剂至至少150°C的温度进行。
40.权利要求36所述的方法，其中所述有机硅制剂被充分固化以形成所述转移胶带。
41.粘接第一元件至第二元件的方法，所述方法包括: 提供粘合剂转移胶带，其包括有机硅粘合剂层，所述有机硅粘合剂选自(A)有机硅粘合剂，其呈现快粘值小于5N/25mm和在100°C下不锈钢剥离粘合力(PASS)值大于5N/25mm ；和(B)有机硅粘合剂，其可加成固化和呈现在20(TC下粘合剂渗移测试(ABT)值大于或等于5，OOOkgf ； 层压所述有机硅粘合剂层至第一元件，使得至少部分所述有机硅粘合剂层表面暴露；和 通过粘接所述第二元件至所述有机硅粘合剂的所述暴露表面部分，将所述第一元件粘接至第二元件。
42.权利要求41所述的方法，其中层压所述有机硅粘合剂层至所述第一元件在室温下进行。
43.权利要求41所述的方法，其中层压所述有机硅粘合剂层至所述第一元件通过加热所述粘合剂至至少60°C的温度进行。
44.权利要求41所述的方法，其中层压所述有机硅粘合剂层至所述第一元件通过加热所述粘合剂至至少100°C的温度进行。
45.权利要求41所述的方法，其中层压所述有机硅粘合剂层至所述第一元件通过加热所述粘合剂至至少125°C的温度进行。
46.权利要求41所述的方法，其中层压所述有机硅粘合剂层至所述第一元件通过加热所述粘合剂至至少150°C的温度进行。
47.权利要求41所述的方法，其中粘接所述第二元件至所述有机硅粘合剂层在室温下进行。
48.权利要求41所述的方法，其中粘接所述第二元件至所述有机硅粘合剂层通过加热所述粘合剂至至少100°C的温度进行。
49.权利要求41所述的方法，其中粘接所述第二元件至所述有机硅粘合剂层通过加热所述粘合剂至至少125°C的温度进行。
50.权利要求41所述的方法，其中粘接所述第二元件至所述有机硅粘合剂层通过加热所述粘合剂至至少150°C的温度进行。
【文档编号】C09J183/04GK103547648SQ201280024224
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年3月21日 优先权日:2011年3月21日
【发明者】D·翁特斯, J·科斯特玛斯, P·莱纳茨 申请人:艾利丹尼森公司