專利名稱：結(jié)晶性樹脂成形體的粘接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于利用熱固化性粘接劑粘接難粘接性結(jié)晶性樹脂的粘接方法。
背景技術(shù)：
聚縮醛樹脂(POM)、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂(PB T)、聚苯硫醚樹脂(PP S)由于機(jī)械性質(zhì)、電性質(zhì)以及其它物理 化學(xué)特性優(yōu)異，且加工性良好，因此被總稱為工程塑料， 用于汽車、電氣 電子部件等廣泛用途中。該P0M、PBT、PPS可以單獨用于各種成形品中，根據(jù)利用領(lǐng)域不同，為了改善其性質(zhì)、特別是機(jī)械性質(zhì)，進(jìn)行配合各種強(qiáng)化劑、添加劑等各種組成的改良并廣泛使用。但是，P0M、PBT、PPS與其它樹脂的粘接強(qiáng)度、特別是與環(huán)氧樹脂的粘接強(qiáng)度較低，因此例如利用環(huán)氧系粘接劑的POM、PBT、PPS成形體之間或這些成形體與其它材料構(gòu)成的成形體的接合、或者利用環(huán)氧樹脂的電氣·電子部件的密封等時，用于機(jī)箱等的POM、PBT、PPS成形體與環(huán)氧樹脂的粘接強(qiáng)度低經(jīng)常成為問題。作為解決這些問題的方法，雖然探討了 P0M、PBT、PPS的聚合物或組成的改質(zhì)或者粘接劑的改良或者粘接方法的最優(yōu)化，但各個方法均未獲得充分的粘接強(qiáng)度，具有工序復(fù)雜化等的問題。日本特開平5-177714公開了在粘接PEEK(聚醚醚酮)樹脂時實施等離子體處理等之后，涂覆環(huán)氧底漆，之后進(jìn)行粘接的預(yù)處理方法，但由于必須另外準(zhǔn)備等離子體處理裝置和底漆等非常多的工序，因此具有需要設(shè)備投資或額外的人力的問題?！?/，^夕素材 Θ付著付與機(jī)構(gòu)(二関寸3研究」塗料Q研究(《對塑料原材料的附著賦予機(jī)理的相關(guān)研究》涂料的研究)No. 143 Apr. 2005 P8-15中公開了通過在聚烯烴系塑料原材料(PP)上涂覆底漆、在其上進(jìn)行涂飾，顯示出涂膜的剝離強(qiáng)度提高，觀察到底漆浸透至PP原材料中。該方法由于需要根據(jù)每種涂料和材料的組合選擇最佳附著賦予材料、另行準(zhǔn)備，因此很花費人力和時間，沒有效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供具有充分粘接力且簡單地粘接結(jié)晶性樹脂成形體的方法。本發(fā)明人等為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在粘接劑固化之前粘接成分浸透到成形體中，可以獲得更高的粘接強(qiáng)度；浸透到成形體粘接面的粘接成分的濃度與粘接強(qiáng)度之間具有正相關(guān)。另一方面，在以往進(jìn)行的粘接方法中，粘接成分僅微量地浸透，無法充分地發(fā)揮粘接劑的性能。因此，通過設(shè)置使粘接成分浸透到成形體的粘接面的工序，相比于通常進(jìn)行的粘接方法，粘接成分高濃度地浸透到成形體中，結(jié)果粘接強(qiáng)度大幅度提高。本發(fā)明提供使結(jié)晶性樹脂成形體經(jīng)過以下工序進(jìn)行粘接劑的固化處理的結(jié)晶性樹脂成形體的粘接方法，所述工序為在規(guī)定條件下將成形體浸漬于未固化的粘接劑中；在規(guī)定條件下將成形體浸漬于與構(gòu)成成形體的樹脂成分的親和性高的溶劑中；在粘接劑中添加與構(gòu)成成形體的樹脂成分的親和性高的溶劑等工序。S卩，本發(fā)明為一種粘接方法，其特征在于，在使用熱固化性粘接劑粘接結(jié)晶性樹脂成形體之間或者結(jié)晶性樹脂成形體與其它部件時，經(jīng)過使粘接成分浸透到成形體的粘接面的工序后、或者與使其浸透的工序同時，實施粘接劑的固化處理。


圖1為表示實施例中進(jìn)行的粘接強(qiáng)度測定試驗狀況的圖。
具體實施例方式本發(fā)明中，結(jié)晶性樹脂成形體所使用的結(jié)晶性樹脂是難粘接性結(jié)晶性樹脂，特別優(yōu)選的樹脂可以舉出聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂等。這些樹脂進(jìn)行了樹脂改質(zhì)、配方組成的努力等各種用于提高粘接性的對策，但根據(jù)本發(fā)明，即便不實施這種對策，粘接強(qiáng)度仍會提高。另外，通過使用實施過這種對策的樹脂材料，粘接強(qiáng)度進(jìn)
一步提尚。結(jié)晶性樹脂成形體，只要粘接面不會降低粘接成分的浸透效果，則可以是各種形狀或?qū)嵤┻^處理。例如，可以是利用經(jīng)過皺褶加工或鏡面加工的模具制作的成形體，也可以是經(jīng)過噴砂處理、紫外線照射、等離子體處理、化學(xué)處理等的成形體。另外，通過注射成形等制作成形體時，優(yōu)選將模具溫度設(shè)定在低于通常溫度的溫度。作為與結(jié)晶性樹脂成形體粘接的部件并無特別限定，可以舉出該成形體之間或者作為其它部件的其它高分子量聚合物、玻璃、金屬、木材、織物、紙、皮革等為例。金屬為鋁、 鐵等，并無特別限定。作為高分子量聚合物，有聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、丙烯酸系樹脂、 苯乙烯系樹脂、酚醛系樹脂等，并無特別限定。另外，作為這些成形體或其它部件的形態(tài)也并非局限于立體狀、片材狀、薄膜狀等。本發(fā)明使用的熱固化性粘接劑可以舉出環(huán)氧系粘接劑、硅酮系粘接劑等。熱固化性粘接劑是將固化性樹脂(主劑)與固化劑、填充材料適當(dāng)組合而成，在固化性樹脂由于熱量而固化時與成形體或其它部件通過化學(xué)或物理地結(jié)合而進(jìn)行粘接。本發(fā)明中粘接成分是指該粘接劑所含的與固化有關(guān)的固化性樹脂和固化劑的總稱。為環(huán)氧系粘接劑時，作為固化性樹脂可以舉出例如作為熱固化性環(huán)氧樹脂的熱固化性雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、線型酚醛環(huán)氧樹脂、甲酚線型酚醛環(huán)氧樹脂、月旨環(huán)式環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、乙內(nèi)酰脲型環(huán)氧樹脂、異氰脲酸酯型環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂等，根據(jù)環(huán)氧系粘接劑可以適當(dāng)單獨使用或者組合使用。另外，固化劑是可以用于環(huán)氧樹脂的固化的物質(zhì)，例如可以舉出脂肪胺系固化劑、 脂環(huán)式胺系固化劑、仲胺或叔胺系固化劑、芳香胺系固化劑、酸酐系固化劑、雙氰胺、三氟化硼胺絡(luò)合物、咪唑化合物等。這些物質(zhì)可以單獨使用，還可以并用2種以上。另外，固化劑的配合量根據(jù)環(huán)氧樹脂而定，并且在固化劑通常使用的范圍內(nèi)根據(jù)成形條件或特性等適當(dāng)調(diào)整。本發(fā)明的粘接預(yù)處理有在粘接劑不固化的條件下在規(guī)定條件下將成形體浸漬于粘接成分，具體地說，在使用主劑和固化劑分離的2液型粘接劑時，是指在60°C以上將成形體浸漬于作為粘接成分的主劑或固化劑中1小時以上。關(guān)于浸漬時間，在使用混合主劑和固化劑的2液型粘接劑、或者主劑和固化劑預(yù)先混合了的1液型粘接劑時，是指在60°C以上且粘接劑的固化溫度以下將成形體浸漬于粘接劑中1小時以上。這里，浸漬溫度低或者浸漬時間短時，主劑或固化劑向成形體的浸透量少，無法充分地期待粘接強(qiáng)度提高效果。當(dāng)浸漬于主劑或固化劑時，由于可以將浸漬溫度設(shè)定得較高，因此進(jìn)一步地發(fā)揮浸漬效果，但粘接成分由于熱而發(fā)生固化或者變質(zhì)時，不會發(fā)揮浸透效果，因此需要注意。另外，混合有主劑和固化劑時，當(dāng)較高地設(shè)定浸漬溫度時，粘接成分在充分浸透前先發(fā)生固化，因此當(dāng)使溫度過高時，相反處理效果會降低。浸漬中有必要保持粘接成分不固化的狀態(tài)。通過這些粘接預(yù)處理，粘接成分向成形體的浸透量增加，浸透到成形體內(nèi)部的粘接成分在粘接劑涂覆后的固化過程中發(fā)生反應(yīng)固化，因此在成形體/粘接劑界面處表現(xiàn)出高的粘接強(qiáng)度。作為增加粘接劑向結(jié)晶性樹脂成形體中的浸透量的其它方法，有使用添加有與結(jié)晶性樹脂成形體的親和性高的有機(jī)溶劑(與結(jié)晶性樹脂的溶解度參數(shù)SP的差為SjW/cm3/2 以下)的粘接劑進(jìn)行粘接處理；或者在粘接處理前在規(guī)定條件下將成形體浸漬在與成形體親和性高的有機(jī)溶劑(與結(jié)晶性樹脂的SP值的差為8J1/2/cmV2以下)中后涂覆粘接劑等方法。通過這些方法，與上述預(yù)處理時同樣，由于粘接成分向成形體中的浸透量增加、浸透到成形體內(nèi)部的粘接成分在固化過程中發(fā)生反應(yīng)固化，從而在成形體/粘接劑界面處表現(xiàn)出高的粘接強(qiáng)度。這里，當(dāng)使用與結(jié)晶性樹脂的SP值的差大于8J"2/cmV2的有機(jī)溶劑時， 粘接成分向成形體中的滲透量增加的效果少，結(jié)果粘接強(qiáng)度提高的效果低。另外，當(dāng)必須進(jìn)行成形品的退火處理時，優(yōu)選在進(jìn)行粘接處理后進(jìn)行退火處理。由于退火處理妨礙粘接劑向成形體的浸透，因此不能充分發(fā)揮本發(fā)明的效果，為了獲得必要的粘接強(qiáng)度必須延長必要以上的浸漬時間或提高浸漬溫度或者固化溫度。實施例以下通過實施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并非局限于此。另外，以下例子所示的粘接強(qiáng)度的測定方法如下所述?！ふ辰訌?qiáng)度處理如圖1所示，將ASTM拉伸試驗片在中央處截斷為2截，充分除去毛刺。為了將粘接劑的膜厚調(diào)整至約0. 2mm,粘貼PTFE片材(NIT0FL0N粘合膠帶973UL日東電工制)， 使粘接面積為1. 3cm2 (試驗片寬1. 3cmX重疊1. Ocm)進(jìn)行粘接。使用鱷魚夾CP-104 (plus 公司生產(chǎn))固定后，在規(guī)定的固化條件下進(jìn)行固化。測定測定拉伸強(qiáng)度，將每單位粘接面積的拉伸強(qiáng)度作為拉伸剪切粘接強(qiáng)度。另夕卜，失效形式如下所示。內(nèi)聚失效粘接劑失效。界面剝離在結(jié)晶性樹脂成形體和粘接劑之間的界面處發(fā)生脫粘(剝離)。拉伸剪切試驗(根據(jù)JIS K6850)機(jī)器0RIENTECCo.，LTD 生產(chǎn)的 Tensilon RTC-1325 試驗速度 10mm/min粘接方法圖示(圖1)·膨潤量
處理將樣品在室溫下浸漬于溶劑中200小時。溶劑浸漬后，取出樣品，在除去表面附著溶劑后測定重量，將比溶劑浸漬前的樣品重量的增量份作為膨潤量)·粘接成分浸透量處理除去粘接試驗后成形體表面上的粘接劑，使用超薄切片刀從表層每隔一定厚度(IOym)切出超薄切片。使用Py-GC/MS，每種成形體種類分別作為相對比值求出超薄切片中的粘接成分(雙酚A型環(huán)氧樹脂的情形中，為來自雙酚A成分的峰)MS面積。機(jī)器Py-GC/MSGC6890N/HS5975 (Agilent Technologies 生產(chǎn))實施例1作為成形體使用DX 2002(寶理塑料株式會社制、聚對苯二甲酸丁二醇酯)、作為粘接劑使用主劑XNR5002/固化劑XNH5002 (Nagase ChemteX Corporation制)。作為粘接預(yù)處理，將成形體浸漬于主劑XNR5002中，在150°C下浸漬1小時。預(yù)處理后，使用通常的粘接方法進(jìn)行粘接處理，在150°C、3小時的固化條件下進(jìn)行固化。固化后，在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例2除了使用DN M90_44(寶理塑料株式會社制、聚縮醛)作為成形體之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接預(yù)處理、粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例3除了使用FN 0220A9(寶理塑料株式會社制、聚苯硫醚)作為成形體之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接預(yù)處理、粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例4作為成形體使用DX 2002(寶理塑料株式會社制、聚對苯二甲酸丁二醇酯)、作為粘接劑使用主劑XNR5002/固化劑XNH5002 (Nagase ChemteX Corporation制)。作為粘接預(yù)處理，將成形體浸漬于甲苯中，在室溫下浸漬1小時。預(yù)處理后，使用通常的粘接方法進(jìn)行粘接處理，在150°C、3小時的固化條件下進(jìn)行固化。固化后，在M小時后實施粘接強(qiáng)度
試驗ο實施例5作為成形體使用DX 2002(寶理塑料株式會社制、聚對苯二甲酸丁二醇酯)、作為粘接劑使用在主劑XNR5002/固化劑XNH5002 (Nagase ChemteX Corporation制)中添加 20wt%甲苯而成的物質(zhì)。使用通常的粘接方法進(jìn)行粘接處理，在150°C、3小時的固化條件下進(jìn)行固化。固化后，在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例6除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于主劑XNR5002中、60°C下1小時之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例7 除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于主劑XNR5002中、60°C下5小時之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例8作為成形體使用DX 2002(寶理塑料株式會社制、聚對苯二甲酸丁二醇酯)、作為粘接劑使用1液型環(huán)氧粘接劑XN1244SR(NagaSe ChemteX Corporation制)。作為粘接預(yù)處理，將成形體浸漬于XN 1244SR中、60°C下1小時。預(yù)處理后，使用通常的粘接方法進(jìn)行粘接處理，在150°C、1小時的固化條件下進(jìn)行固化。固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例9除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于1-丙醇中、室溫下1小時之外，通過與實施例4同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。實施例10除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于固化劑XNH5002中、100°C下1小時之外， 通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例1除了不進(jìn)行粘接預(yù)處理之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例2除了不進(jìn)行粘接預(yù)處理之外，通過與實施例2同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例3除了不進(jìn)行粘接預(yù)處理之外，通過與實施例3同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例4除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于主劑XNR5002中、150°C下10分鐘之外，通過與實施例1同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例5除了作為粘接預(yù)處理是將成形體浸漬于甲苯中、室溫下10分鐘之外，通過與實施例4同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例6除了作為浸漬溶劑使用乙醇代替甲苯之外，通過與實施例4同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例7除了作為添加于粘接劑的溶劑使用乙醇代替甲苯之外，通過與實施例5同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。比較例8除了不進(jìn)行粘接預(yù)處理之外，通過與實施例7同樣的方法進(jìn)行粘接處理，固化后在M小時后實施粘接強(qiáng)度試驗。將這些結(jié)果示于表1 表4。
權(quán)利要求
1.一種粘接方法，其特征在于，在使用熱固化性粘接劑粘接結(jié)晶性樹脂成形體之間或者結(jié)晶性樹脂成形體與其它部件時，通過將成形體浸漬在與成形體的溶解度參數(shù)SP值之差為8J"7cmV2以下的有機(jī)溶劑中，使粘接成分浸透到成形體的粘接面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接方法，其特征在于，使用所述有機(jī)溶劑將粘接成分浸透到成形體的粘接面的方法為在該有機(jī)溶劑中將成形體的至少粘接面浸漬1小時以上后，在粘接面上涂覆粘接劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粘接方法，其特征在于，使用所述有機(jī)溶劑將粘接成分浸透到成形體的粘接面的方法為在成形體的粘接面上涂覆添加有有機(jī)溶劑的粘接劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的粘接方法，其特征在于，結(jié)晶性樹脂成形體由聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂或聚苯硫醚樹脂制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述的粘接方法，其特征在于，熱固化性粘接劑為環(huán)氧系粘接劑。
全文摘要
本發(fā)明提供結(jié)晶性樹脂成形體的粘接方法，其為具有充分粘接力且簡單地粘接難粘接性結(jié)晶性樹脂成形體的方法。詳細(xì)地說，在使用熱固化性粘接劑粘接結(jié)晶性樹脂成形體之間或者結(jié)晶性樹脂成形體與其它部件時，經(jīng)過使粘接成分浸透到成形體的粘接面的工序后、或者與使其浸透的工序同時，實施粘接劑的固化處理。
文檔編號C08L67/02GK102516572SQ20111035522
公開日2012年6月27日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者小橋敏宏, 岸野直史, 植田隆憲, 近藤秀水, 阿久津裕明 申請人:寶理塑料株式會社