用于粘合剂和密封剂中的纤维材料的制作方法

本发明一般涉及经配制用以改变形状、填充间隙和/或将两种以上基底连接在一起的粘合剂和密封剂，其中典型的化学发泡剂或物理发泡剂用纤维材料替换。

背景技术：

1、多种工业利用聚合物-基材料进行密封和粘附。在汽车和建筑工业以及其中必需牢固的粘附和/或密封的某些消费品工业如运动装备、鞋类、家具和其它商品中，粘合剂和密封剂的使用广泛。这些材料常常是可活化的，意味着它们经配制用以一暴露于刺激就改变形状、发泡、膨胀和/或固化。

2、存在持续的努力来开发这样的密封剂材料和粘合剂材料，其使用极少的化学发泡剂和物理发泡剂发泡，因为一些发泡剂可能具有负面的环境影响，降低物理性质，并且是气味的来源。此外，这些发泡剂的使用在材料中产生了孔隙率或孔洞，其能够降低某些物理强度特性。

3、化学发泡剂加热时分解，从而释放气体进入基质，典型地聚合物或聚合物组合物。根据理想气体定律，所释放的气体膨胀，通过产生蜂窝状结构而引起基质体积生长，并且在这样做的过程中降低密度并改变尺寸。物理发泡剂典型地为填充有低沸点有机材料如异丁烷的中空的热塑性球，尽管经由所述材料分布的未封装的挥发性材料也能够用于造成起泡。当对基质中的物理发泡剂进行加热时，热塑性壳软化并且低沸点有机溶剂沸腾，在软化后的壳中引起压力，而导致壳的膨胀，从而增加基质的体积并降低其密度。

4、在汽车车身构造中，例如由于相对的表面的接合不完全对齐，所以金属表面之间的缝隙出现了。粘合剂和/或密封材料通常利用化学发泡剂和物理发泡剂来膨胀和改变体积，从而结合这些表面和/或填充这些间隙。然而，对于这些成分的使用存在限制。

5、相比之下，本文中的教导利用取向的聚合物纤维作为在热暴露期间实现基质或复合材料垂直尺寸增加的方法，而不产生蜂窝状结构或降低密度。并入到组合物中的取向的纤维经历了熵状态的改变，从而引起混合物垂直尺寸的改变，实现与相对的表面的接触，使得能够结合和粘附。

技术实现思路

1、本文中的教导涉及一种组合物，其包含具有熔化/软化温度的纤维组分，及用于与所述纤维组分结合的基质材料，其中当暴露于至少约70℃的高温时，在缺乏任何发泡剂的情况下，所述组合物经历了至少约0.5mm的垂直上升。

2、纤维组分可以包括长度为约0.05mm至约50mm的纤维。纤维组分可以包括聚合物纤维。所述纤维组分的含量可以为组合物的约0.5重量％至约10重量％。

3、基质材料可以是环氧-基材料。基质材料可以是乙烯-基材料。在暴露于高温之后，组合物的搭接剪切(lap shear)可以为不含纤维组分的组合物的搭接剪切的30％以下。在暴露于高温之后，组合物的垂直膨胀百分率可以为不含所述纤维组分反而包括发泡剂的组合物的垂直膨胀百分率的30％以下。

4、组合物可以包括橡胶组分。在暴露于高温之后，组合物的垂直膨胀百分率可以为至少200％，至少300％，或者甚至至少400％。

5、纤维组分可以包括聚乙烯纤维。纤维组分可以位于基质材料的一个或多个表面上。纤维组分可以混入到基质材料中，从而形成实质上均质的材料。纤维组分可以包括单一类型的纤维。纤维组分可以包括至少两种类型的纤维。

6、在暴露于高温之后，组合物可以实质上无孔隙率。组合物的熔化温度可以为低于200℃，或者甚至低于100℃。在暴露于高温之前，组合物可以胶粘的。

7、本文中的教导进一步涉及一种制备本文中所述的组合物的方法，其包括在高于基质材料的软化温度但低于纤维组分的软化温度的温度下，使纤维组分和基质材料结合。

8、本文中的教导还涉及本文中所述的组合物用于粘附、密封或加固的用途。

技术特征：

1.一种组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述纤维组分包括长度为约0.05mm至约50mm的纤维。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中所述纤维组分包括聚合物纤维。

4.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分的含量为组合物的约0.5重量％至约10重量％。

5.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述基质材料为环氧-基材料。

6.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述基质材料为乙烯-基材料。

7.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物的搭接剪切为不含所述纤维组分的组合物的搭接剪切的30％以下。

8.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物的垂直膨胀百分率为不含所述纤维组分反而包括发泡剂的组合物的垂直膨胀百分率的30％以下。

9.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含橡胶组分。

10.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物的垂直膨胀百分率为至少200％，至少300％，或者甚至至少400％。

11.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分包括聚乙烯纤维。

12.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分位于所述基质材料的一个或多个表面上。

13.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分被混入到所述基质材料中，从而形成实质上均质的材料。

14.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分包括单一类型的纤维。

15.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述纤维组分包括至少两种类型的纤维。

16.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中在暴露于高温之后，所述组合物实质上无孔隙率。

17.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的熔化温度为低于200℃，或者甚至低于100℃。

18.根据在先权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物在暴露于高温之前是胶粘的。

19.一种制备根据在先权利要求中任一项所述的组合物的方法，其包括在高于所述基质材料的软化温度但低于所述纤维组分的软化温度的温度下，使纤维组分和基质材料结合。

20.一种根据在先权利要求中任一项所述的组合物用于粘附、密封或加固的用途。

技术总结
一种组合物，其包含具有熔化/软化温度的纤维组分和用于与所述纤维组分混合的基质材料，其中当暴露于至少约70℃的高温时，在缺乏任何发泡剂的情况下，所述组合物经历了至少约0.5mm的垂直上升。

技术研发人员：迈克尔·恰普利茨基,艾勒·米勒
受保护的技术使用者：泽菲罗斯有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16