DE102017126328A1

DE102017126328A1 - Dual-Cure Konstruktionsklebstoff

Info

Publication number: DE102017126328A1
Application number: DE102017126328.4A
Authority: DE
Inventors: Bruce N. Greve
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2018-05-17

Abstract

Hierin ist ein Strukturklebstoff offenbart, der eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel beinhaltet. Der Strukturklebstoff kann zum Verbinden von zwei Teilen verwendet werden.

Description

EINLEITUNG
Die Offenbarung betrifft Konstruktionsklebstoffe.
Konstruktionsklebstoffe werden verwendet, um Metall und faserverstärkte Verbundwerkstoffe an eine Vielzahl gleichartiger und unähnlicher Substrate zu binden. Konstruktionsklebstoffe finden Verwendung in der Herstellung von PKWs, LKWs, Booten und anderen Produkten.
Konstruktionsklebstoffe werden auf der Oberfläche eines ersten Teils aufgetragen und anschließend wird eine Oberfläche eines zweiten Teils (aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material) über der mit Klebstoff bedeckten Oberfläche des ersten Teils positioniert, um eine Klebeverbindung zu bilden. Da die Teile oft unebene Oberflächen aufweisen, ist es wünschenswert, dass der Klebstoff die Fähigkeit aufweist, die resultierenden Hohlräume von variabler Tiefe zu füllen. Wichtig ist, dass der Klebstoff für eine ausreichende Zeit ungehärtet und flüssig bleibt, um das zweite Teil in Kontakt mit dem Klebstoff zu positionieren.
Wenn die ersten und zweiten Teile aus Metall sind, kann die Klebeverbindung dann geschweißt oder genietet werden. Die Schweißverbindung oder Niete kann dazu führen, dass ein Teil des Klebstoffs aus der Verbindung herausgepresst wird. Die verbundenen Teile werden an einen Reinigungsvorgang überführt. Während des Reinigungsvorgangs kann aus der Verbindung herausgepresster Klebstoff entfernt werden und auf einem anderen Teil des gleichen Gegenstandes oder auf einem nachfolgenden Gegenstand aufgebracht werden. Die ungewollte Ablagerung von Klebstoff erhöht die Verarbeitungsschritte und Kosten, da dieser vor dem Härten entfernt werden muss.
Dementsprechend, ist es wünschenswert, einen Strukturklebstoff bereitzustellen, der die ungewollte Ablagerung von Klebstoff in einem Reinigungsvorgang reduziert oder entfernt.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Strukturklebstoff eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel.
Die härtbare Harzzusammensetzung kann Polyurethan-Oligomere, Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Genauer gesagt, kann die härtbare Harzzusammensetzung Acrylat-terminierte Polyurethan-Oligomere, Acrylat-terminierte Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Die härtbare Harzzusammensetzung kann weiterhin einen Schlagfestmacher enthalten.
Bei einigen Ausführungsformen beinhaltet der Photoinitiator einen ungesättigten Acryloyloxy-Initiator.
Bei einigen Ausführungsformen enthält das thermische Härtemittel Dicyandiamid.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Anhaften zweier Teile, das Aufbringen eines Strukturklebstoffs auf einem ersten Teil; das Aufbringen eines zweiten Teils auf dem Strukturklebstoff, der sich auf dem ersten Teil befindet, um einen Gegenstand mit einer Klebeverbindung zu bilden; Belichten der Klebeverbindung des Gegenstandes mit photochemischer Strahlung; Reinigen des Gegenstandes mit der bestrahlten Klebeverbindung; und thermisches Härten der bestrahlten Klebeverbindung des gereinigten Gegenstandes. Der erste Teil und der zweite Teil können aus Metall sein. Die bestrahlte Klebeverbindung kann eine Zugscherfestigkeit von mindestens 2 mPa haben, bestimmt durch ISO 4587.
Bei dem Verfahren des Anhaftens von zwei Teilen kann die härtbare Harzzusammensetzung Polyurethan-Oligomere, Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Genauer gesagt, kann die härtbare Harzzusammensetzung Acrylat-terminierte Polyurethan-Oligomere, Acrylat-terminierte Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Die härtbare Harzzusammensetzung kann weiterhin einen Schlagfestmacher enthalten.
Bei dem Verfahren des Anhaftens zweier Teile, kann der Photoinitiator einen ungesättigten Acryloyloxy-Initiator enthalten. Das thermische Härtungsmittel kann Dicyandiamid beinhalten. Die Klebeverbindung kann für 20 bis 40 Sekunden photochemischer Strahlung von 400 nm ausgesetzt werden.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform enthält ein Gegenstand einen ersten Teil, der mit einem zweiten Teil durch einen gehärteten Strukturklebstoff verbunden ist, der das Produkt des Härtens eines Strukturklebstoffs mittels photochemischer Strahlung und thermisches Härten ist, worin der Strukturklebstoff eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel enthält. Der erste Teil und der zweite Teil können aus Metall sein. Die härtbare Harzzusammensetzung kann Polyurethan-Oligomere, Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Genauer gesagt, kann die härtbare Harzzusammensetzung Acrylat-terminierte Polyurethan-Oligomere, Acrylat-terminierte Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben enthalten. Die härtbare Harzzusammensetzung kann weiterhin einen Schlagfestmacher enthalten.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Eigenschaften, Vorteile und Details erscheinen, nur beispielhaft, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:

1 ist eine Darstellung einer ungehärteten Klebeverbindung zwischen zwei Teilen;
2 ist eine Darstellung des Waschvorgangs der Klebeverbindung;
3 ist eine Darstellung einer Klebeverbindung, die teilweise mit photochemischer Strahlung gehärtet ist; und
4 ist eine Darstellung des Waschvorgangs der teilweise gehärteten Klebeverbindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Strukturklebstoff eine Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel. Ein Strukturklebstoff, wie hierin verwendet, ist definiert als ein Klebstoff, der eine Bindung von Metall auf Metall herstellen kann, mit einer minimalen Zugscherfestigkeit von 16 megaPascal, die gemäß ISO 4587 bestimmt wurde. Die Strukturklebstoff-Zusammensetzung hat zwei Härtemodi, Härten durch photochemische Bestrahlung und thermische Härtung. Photochemische Strahlung ist definiert als elektromagnetische Strahlung, wie sichtbares Licht, UV-Licht oder Röntgenstrahlung oder Teilchenstrahlung, wie Elektronenstrahlen. Der Strukturklebstoff wird auf einen ersten Teil aufgetragen und der zweite Teil direkt auf den Strukturklebstoff positioniert, um einen Gegenstand mit einer Klebeverbindung zu bilden. In einigen Ausführungsformen wird der Strukturklebstoff aus der Klebeverbindung herausgepresst. Der erste Teil kann ferner durch Punktschweißen, Nieten oder dergleichen am zweiten Teil befestigt sein. Der befestigte Gegenstand wird dann photochemischer Strahlung ausgesetzt. Es ist vorgesehen, dass der Gegenstand mit einer Klebeverbindung photochemischer Strahlung ausgesetzt werden kann, und dann der erste Teil am zweiten Teil durch Punktschweißen, Nieten oder dergleichen befestigt werden kann. Nach der Bestrahlung wird das Teil gewaschen und thermisch ausgehärtet. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein wird vorgeschlagen, dass die photochemische Strahlung ausreichend ist, um mindestens teilweise die Oberfläche des Klebstoffs zu härten, insbesondere von Klebstoff, der aus der Klebeverbindung herausgepresst wurde, und die Klebeverbindung gegenüber den beim Waschvorgang angewendeten Kräften zu stabilisieren. Dies reduziert oder eliminiert während des Waschvorgangs die Ablagerung von Klebstoff an unerwünschten Stellen.
Die Harzzusammensetzung kann aus Oligomeren, Monomeren oder einer Kombination derselben zusammengesetzt sein. Beispielhafte Oligomere enthalten Polyurethan-Oligomere, Epoxid-Oligomere, Acrylat-Oligomere oder eine Kombination derselben. Zumindest ein Teil der Oligomeren, Monomeren oder Kombination derselben enthalten eine oder mehrere funktionelle Gruppen, die einer radikalischen Polymerisation unterzogen werden können. Beispielhafte funktionelle Gruppen beinhalten eine Epoxygruppe und eine endständige Kohlenstoffdoppelbindung, insbesondere eine, die benachbart ist zu einer Carbonylgruppe, die auch benachbart ist zu einem elektronegativen Heteroatom, wie einem Sauerstoff oder einem Stickstoff. Solch eine funktionelle Gruppe kann durch die Reaktion von Acrylsäure mit einem Epoxid-Oligomer oder einem Polyurethan-Oligomer gebildet werden. Beispielhafte Monomere beinhalten Acrylate, Styrol und andere Arylalkene, Polyepoxide und N-Vinylpyrrolidon.
Polyurethan-Oligomere werden durch die Reaktion von mindestens einem Polyisocyanat und mindestens einer monomeren oder polymeren organischen Verbindung mit zwei Isocyanat-reaktiven Wasserstoffatomen gebildet, gegebenenfalls in Gegenwart eines Katalysators. Beispielhafte Polyisocyanate beinhalten aliphatische, Polyisocyanate, cycloaliphatische Polyisocyanate, aromatische Polyisocyanate und Kombinationen davon. Diese Polyisocyanate beinhalten Alkyl- und Alkylen- (Alken)-Polyisocyanate, Cycloalkyl- und Cycloalkylen-Polyisocyanate, Aryl- und Arylen-Polyisocyanate und Kombinationen davon. Genauer gesagt beinhalten diese Isocyanate Toluol-2,4-diisocyanat, 4,4'-Methylen- bis(cyclohexylisocyanat), Polymethylen-Polyphenylen-Isocyanat, 2.2.4-Trimethylhexamethylen-1,6-diisocyanat, Hexamethylen-1,6'-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, m-Phenoldiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, 1,5-Naphthalendiisocyanat, Naphthalen-1,4-diisocyanat, Diphenylen-4,4'-diisocyanat, 3,3'-Bi-toluol-4,4'-diisocyanat, 1,4-Cyclohexylendimethyldiisocyanat, Xylen-1,4-diisocyanat, Xylen-1,3-diisocyanat, Cyclohexyl-1,4-diisocyanat, 3,3'-Dimethyldiphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Isophorondiisocyanat, m-Tetramethylxylendiisocyanat und Kombinationen davon. Die monomere oder polymere organische Verbindung mit zwei reaktiven Wasserstoffatomen vom Isocyanat können beispielsweise eine Hydroxylgruppe, eine primäre Amingruppe, eine sekundäre Amingruppe oder eine Kombination derselben umfassen. Beispielhafte polymere Verbindungen beinhalten Polyetherpolyole, Polyalkylenester aliphatischer, cycloaliphatischer und aromatischer Disäuren mit endständigen Hydroxylgruppen, cycloaliphatische und aromatische Disäuren, Ester von mehrwertigen Alkoholen und dergleichen. Polyurethane mit Acrylatendgruppen können wie in U.S. Patent Nr. 5.232.996 beschrieben hergestellt werden.
Beispielhafte Epoxid-Oligomere können eine mittlere Anzahl von Epoxygruppen haben, die größer oder gleich 1, genauer, größer oder gleich 2 sein kann, oder die eine weitere funktionelle Endgruppe haben können, die eine radikalische Polymerisation eingehen können, wie beispielsweise ein Acrylat. Die Epoxid-Oligomere können aus Epoxyverbindungen mit mindestens zwei Epoxygruppen (Polyepoxide) gebildet werden. Beispielhafte Epoxyverbindungen mit mindestens zwei Epoxygruppen beinhalten Polygycidylethern von mehrwertigen Phenolen, wie Ethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,2,6-Hexantriol, Glycerin und 2,2-Bis(4-hydroxycyclohexylpropan, Polyglycidylester aliphatischer oder aromatischer Polycarbonsäuren, wie beispielsweise Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Terephthalsäure, 2,6-Napthalendicarbnsäure und dimerisierte Linolsäure, die Polyglycidylether von Polyphenole, wie beispielsweise 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A), 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)isobuten, 4,4'-Dihydroxybenzophenon, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)butan, Bis(2-dihydroxynapthyl)methan, Phloroglucinol, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, 1,5-Dihydroxynaphthalen, Epoxid-Novolac, Epoxidcresol und Kombinationen davon. Das Epoxy-Oligomer kann eine endständige Acrylatgruppe haben.
Acrylat-Oligomeren können durch die Polymerisation einer oder mehrerer Acrylmonomeren erhalten werden, gegebenenfalls in Kombination mit einem nichtacrylischen Monomer. Beispielhafte Acrylmonomere beinhalten Methylmethacrylat; Ethylmethacrylat; n-Butylmethacrylat; Isobutylmethacrylat; t-Butylmethylmethacrylat; Hexylmethylmethacrylat; Ethyl-Hexyl-Methylmethacrylat und Kombinationen davon.
Beispielhafte Acryl-Oligomere beinhalten Poly(methylmethacrylat/n-Butylacrylat/Ethylacrylat), Poly(n-Butylmethacrylat/Isobutylmethacrylat), Poly(n-Butylmethacrylat), Poly(Ethylmethacrylat) und Kombinationen davon.
Die Harzzusammensetzung kann weiterhin einen Schlagfestmacher umfassen. Schlagfestmacher sind Polymere, die die Zähigkeit einer gehärteten Harzzusammensetzung erhöhen können. Die Zähigkeit kann mithilfe der Schälfestigkeit der gehärteten Zusammensetzungen gemessen werden. Typische Schlagfestmacher beinhalten Kern-Schale-Polymere und Butadien-Nitrilkautschuk.
Ein Kern-Schale-Polymer bezieht sich auf ein Pfropfpolymer mit einem Kern, der ein pfropfbares Elastomer enthält, also ein Elastomer auf den die Schale gepfropft werden kann. Das Elastomer kann eine Glasübergangstemperatur unterhalb von 0°C haben. Typischerweise enthält der Kern ein Polymer, oder besteht aus einem Polymer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Butadienpolymer oder -Copolymer, einem Acrylnitrilpolymer oder - Copolymer, einem Acrylatpolymer oder -Copolymer oder Kombinationen davon. Die Polymere oder Copolymere können vernetzt sein oder nicht vernetzt sein. Vorzugsweise, sind die Kernpolymere vernetzt.
Auf den Kern ist eines oder mehrere Polymere gepropft; die „Schale“. Das Schalen-Polymer weist typischerweise eine hohe Glasübergangstemperatur auf, d.h. eine Glasübergangstemperatur größer als 26°C. Die Glasübergangstemperatur kann durch dynamisch-mechanische Thermoanalyse (DMTA) bestimmt werden (“Polymer Chemistry, The Basic Concepts, Paul C. Hiemenz, Marcel Dekker 1984).
Das „Schalen-„Polymer kann ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus einem Styrolpolymer oder -Copolymer, einem Methacrylatpolymer oder -Copolymer, einem Acrylnitrilpolymer oder -Copolymer oder Kombinationen davon. Die so erzeugte „Schale“ kann mit Epoxygruppen oder Säuregruppen weiter funktionalisiert werden. Funktionalisierung der „Schale“ kann beispielsweise durch Copolymerisation mit Glycidylmethacrylat oder Acrylsäure erreicht werden.
Typische Kern-Schale-Polymere, die verwendet werden können, sind Kern-Schale-Polymere, die eine Polyacrylatschale enthalten, wie beispielsweise eine Polymethylmethacrylatschale. Die Polyacrylatschale, wie beispielsweise die Polymethylmethacrylatschale kann nicht vernetzt sein.
Typischerweise enthält das Kern-Schale-Polymer, das verwendet werden kann, einen Butadienpolymerkern oder einen Butadiencopolymerkern, wie beispielsweise einen Butadien-Styrol-Copolymerkern. Der Butadien- oder Butadiencopolymerkern, wie beispielsweise der Butadien-Styrol-Kern, kann vernetzt sein.
Das Kern-Schale-Polymer kann eine Teilchengröße von etwa 10 bis 1000 nm, bevorzugt 150 bis 500 nm aufweisen.
Geeignete Kern-Schale-Polymere und ihre Herstellung werden beispielsweise in US 4.778.851 beschrieben. Kern-Schale-Polymere sind im Handel erhältlich.
Der Photoinitiator ist ein Härtungsmittel, das bei Exposition gegenüber photochemischer Strahlung mindestens ein Radikal bildet. Beispielhafte Photoinitiatoren beinhalten einen Wasserstoff-Akzeptor, wie ein aliphatisches Amin in Kombination mit einem radikalischen Generator, wie einem Benzophenon, einem Xanthon oder einem Chinon, Benzyldimethylacetal, Benzoinether, Acetophenon, Benzoyloxim, Acylphosphin, Oniumsalz-Verbindungen Salze (typischerweise Iodonium- oder Sulfoniumsalze) und metallorganische Verbindungen wie Ferrocenium und Pyridinium. Zusätzliche exemplarische Photoinitiatoren beinhalten ungesättigte Acryloyloxy-Verbindungen, wie 2-Hydroxy-1-[4-(2-acryloyloxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanon.
Nützliche thermische Härtungsmittel bilden Bindungen zwischen Oligomeren, Monomeren oder einer Kombination davon, bei einer Temperatur oberhalb von Raumtemperatur. Sie umfassen sowohl radikalische Initiatoren als auch vernetzende Verbindungen. Beispielhafte thermische Härtungsmittel beinhalten Peroxide, Azoverbindungen, primäre Amine, sekundäre Amine, Imidazolderivate, N,N-Dialkylharnstoffderivate, N,N-Dialkylthioharnstoffderivate, Säureanhydride, Trifluorbor-Komplexverbindungen oder eine Kombination derselben. Die Amine können aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder aromatische Strukturen mit einem oder mehreren Aminogruppen enthalten. Beispiele für thermische Härtungsmittel beinhalten Dicyandiamid, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 2-n-Heptadecylimidazol, Isophthalsäuredihydrazid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Isophorondiamin, m-Phenylendiamin, N-Aminoethylpiperazin, Melamin, Guanamin, Trisdimethylphenol und Kombinationen davon.
Das thermische Härtungsmittel kann ein Polyetheramin mit einem oder mehreren Aminresten sein, einschließlich derjenigen Polyetheramine, die von Polypropylenoxid oder Polyethylenoxid abgeleitet werden können.
Das thermische Härtungsmittel kann auch einen Redoxinitiator umfassen, in dem ein Peroxid mit einem Metall oder einer Metallverbindung kombiniert ist.
Der Strukturklebstoff kann des Weiteren Hilfsstoffe umfassen, beispielsweise Haftverbesserer, Korrosionsinhibitoren, Rheologiesteuerungsmittel, reaktive Verdünnungsmittel, Pigmente, Füllstoffe und Kombinationen davon.
Reaktive Verdünnungsmittel können hinzugefügt werden, um die Fließeigenschaften der Klebstoffzusammensetzung zu steuern. Geeignete Verdünnungsmittel können mindestens eine reaktive endständige Gruppe enthalten, und vorzugsweise, ein gesättigtes oder ungesättigtes zyklisches Grundgerüst. Bevorzugte reaktive endständige Ethergruppen beinhalten Glycidylether. Beispiele für geeignete Verdünnungsmittel beinhalten den Diglycidylether von Resorcin, Diglycidylether von Cyclohexandimethanol, Diglycidylether von Neopentylglykol, Triglycidylether von Trimethylolpropan.
Füllstoffe können Silicagele, Ca-Silikate, Phosphate, Molybdate, pyrogene Kieselsäure, Tone wie Bentonit oder Wollastonit, organische Tone, Aluminium-Trihydrate, Mikroglashohlkügelchen; polymere Mikrohohlkügelchen und Calciumkarbonat beinhalten.
Pigmente können anorganische oder organische Pigmente umfassen, einschließlich Eisenoxid, Ziegelmehl, Ruß, Titanoxid und dergleichen.
Photochemisches Härten: Bei einigen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung nach dem photochemischen Härten eine Zugscherfestigkeit von mindestens 2 mPa erreichen. Da die Zugscherfestigkeit beim Aushärten der Zusammensetzung bei den gleichen Bedingungen über längere Zeiträume noch ansteigen kann, wird eine solche Härtung als teilweises Aushärten beschrieben. Typischerweise kann durch Härtung der Zusammensetzung bei einer Wellenlänge von 400 Nanometern (nm) für 20 bis 40 Sekunden eine Zugscherfestigkeit von mindestens 4 mPa erreicht werden. Die Zusammensetzung kann eine Zugscherfestigkeit von mindestens 5 MPa nach Härten bei einer Wellenlänge von 400 nm für 30 bis 60 Sekunden, oder mindestens 7 MPa nach Härten bei einer Wellenlänge von 400 nm für 40 bis 300 Sekunden haben. Die Zugscherfestigkeit wird nach ISO 4587 bestimmt.
Thermisches Härten: Eine vollständige Härtung wird erreicht, wenn beim Fortsetzen des thermischen Härtens des Gegenstandes unter den gleichen Bedingungen die Zugscherfestigkeit nicht mehr zunimmt. Eine vollständige Härtung kann durch Erhitzen des Gegenstandes auf die entsprechende Temperatur für den entsprechenden Zeitraum erreicht werden. Das vollständige (abgeschlossene) Härten wird typischerweise durch Erhitzen des Gegenstandes auf eine Temperatur von 80 bis 220°C erreicht. Normalerweise wird das Erhitzen für mindestens 15 Minuten bei 160°C durchgeführt.
Der Strukturklebstoff kann verwendet werden, um eine Schweißung oder mechanische Befestigung zu ergänzen oder vollständig zu ersetzen, indem die Klebstoffzusammensetzung zwischen zwei zu verbindenden Teilen aufgetragen wird und der Klebstoff gehärtet wird, um eine Klebeverbindung zu bilden. Mindestens eines dieser Teile oder beide Teile können aus Metall, beispielsweise Stahl, Eisen, Kupfer, Aluminium usw., einschließlich Legierungen davon oder einer Kohlenstofffaser, einer Glasfaser oder Glas oder einem Kunststoff wie, beispielsweise, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyester, Polyamid, Polyimid, Polyacrylat oder Polyoxymethylen oder Mischungen davon, sein. In einigen Ausführungsformen sind beide Teile aus Metall. In den Klebebereichen kann der Kleber in flüssiger, pastöser, halbfester oder fester Form aufgetragen werden, die beim Erhitzen verflüssigt wird, oder der Klebstoff kann als ein Spray aufgetragen werden. Er kann als kontinuierlicher Wulst, punktuell, in Streifen, Diagonalen oder einer beliebigen anderen geometrischen Form aufgetragen werden, die der Bildung einer nützlichen Bindung entspricht. Vorzugsweise liegt die Klebstoffzusammensetzung in einer flüssigen oder pastösen Form vor. Der Optionen für die Platzierung des Klebstoffs können durch Schweißen oder mechanische Befestigung ergänzt werden.
Die Schweißung kann in Form von Schweißpunkten, als kontinuierliche Schweißverbindung oder als eine beliebige andere Befestigungstechnik, wie Nieten, vorliegen, die mit der Klebstoffzusammensetzung unter Bildung einer mechanisch festen Verbindung zusammenwirkt. Insbesondere kann es als Strukturklebstoff bei der Fahrzeugmontage verwendet werden, beispielsweise der Montage von Wasserfahrzeugen, Luftfahrzeugen oder motorbetriebenen Fahrzeugen, wie Autos, Motorrädern oder Fahrrädern. Insbesondere kann der Strukturklebstoff als Rand-Flansch-Klebstoff verwendet werden. Der Klebstoff kann auch bei der Karosserierahmenkonstruktion verwendet werden. Die Strukturklebstoffe können auch in der Architektur oder als Strukturklebstoff im Haushalt und bei industriellen Anwendungen verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, zeigt 1 eine Klebeverbindung zwischen zwei Blechen, 10 und 20, in der Klebstoff ohne photochemische Strahlung herausgepresst wird, 30. 2 zeigt den Reinigungsvorgang der Klebeverbindung von 1, 40. Wie in 2 gezeigt, können durch den Reinigungsvorgang Teile des Strukturklebstoffs entfernt werden. Diese Teile können sich an unerwünschten Stellen ablagern. 3 zeigt den herausgedrückten Klebstoff 30, der der Strahlung ausgesetzt wird, 50. 4 zeigt den bestrahlten Klebstoff 60, während des Reinigungsvorgangs, wobei keine Teile entfernt werden. Es ist vorgesehen, dass Reinigung, 40, weniger als 3 Volumen-% (Vol.-%) des bestrahlten Klebstoffs entfernt, worin Volumenprozent (Vol.-%) auf der Gesamtmenge des aufgebrachten Strukturklebstoffs basiert.
Reinigung kann das Aussetzen der Klebeverbindung gegenüber einem unter Druck stehenden Spray, das Eintauchen der Klebeverbindung in eine Reinigungslösung oder eine Kombination derselben beinhalten. Das druckbeaufschlagte Spray kann einen Druck von 10 bis 50 Pfund pro Quadratinch (psi) oder, 20 bis 40 psi oder 25 bis 35 psi haben. Das druckbeaufschlagte Spray kann Wasser, entionisiertes Wasser oder eine Reinigungslösung umfassen, wie eine alkalische Reinigungslösung oder eine Phosphatlösung. Desgleichen kann die Klebeverbindung in eine Reinigungslösung getaucht werden, die Wasser, entionisiertes Wasser umfasst, oder in eine Reinigungslösung getaucht werden, wie eine alkalische Reinigungslösung oder eine Phosphatlösung.
Die Zusammensetzungen, Verfahren und Gegenständen können alternativ umfassen, bestehen aus oder im Wesentlichen bestehen aus, beliebigen geeigneten Materialien, Schritten oder hierin offenbarten Komponenten. Die Zusammensetzungen, Verfahren und Gegenstände können zusätzlich oder alternativ so formuliert werden, dass sie frei, oder im Wesentlichen frei von beliebigen Materialien (oder Spezies), Schritten oder Komponenten sind, die ansonsten für das Erzielen der Funktion oder der Ziele der Zusammensetzungen, Verfahren und Gegenstände nicht erforderlich sind.
Alle hierin offenbarten Bereiche sind einschließlich der Endpunkte und die Endpunkte sind unabhängig miteinander kombinierbar (z. B. Bereiche „bis zu 25 Gew.-%, oder, genauer, 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%“, ist einschließlich der Endpunkte und aller Zwischenwerte der Bereiche von „5 Gew.% bis 25 Gew.-%“ usw.). „Kombinationen“ ist einschließlich Blends, Mischungen, Legierungen, Reaktionsprodukte und dergleichen. Die Begriffe „erstens,“ zweitens,“ und dergleichen, bezeichnet nicht eine beliebige Reihenfolge, Menge oder Bedeutung, sondern werden eher zur Unterscheidung von einem Element von einem anderen Element verwendet. Durch die Verwendung der Begriffe „eine“ und „eine“ und „der“sollen sowohl der Singular als auch der Plural abgedeckt werden, sofern hierin nicht etwas anderes angegeben ist oder deutlich durch den Kontext widersprochen wird.. „Oder“ bedeutet „und/oder“ sofern nichts anderes angegeben ist. Bezugnahme in der Beschreibung auf „einige Ausführungsformen“, „eine Ausführungsform“, usw. bedeutet, dass ein bestimmtes Element, das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben ist, in mindestens einer hier beschriebenen Ausführungsformen beinhaltet ist, und in anderen Ausführungsformen vorhanden sein kann oder nicht. Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass die beschriebenen Elemente in jeder geeigneten Weise in den verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden können.
Sofern hierin nicht anders angegeben, sind alle Prüfnormen die jüngsten gültigen Normen, gemäß dem Einreichungsdatum dieser Anmeldung, oder, wenn Priorität beansprucht wird, des Einreichungsdatums der frühesten Prioritätsanwendung bei der die Prüfnorm vorkommt.
Sofern nicht anders definiert, haben alle technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Anmeldung gehört, verstanden werden. Alle hierin zitierten Patente, Patentanmeldungen und sonstigen Referenzen werden hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen. Wenn jedoch ein Begriff in der vorliegenden Anmeldung einem Begriff in der aufgenommenen Referenz widerspricht oder mit diesem in Konflikt steht, ist der Begriff der vorliegenden Anmeldung dem gegensätzlichen Begriff der mit aufgenommenen Referenz übergeordnet.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt sein soll, sondern dass sie auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5232996 [0019]
US 4778851 [0030]

Claims

Strukturklebstoff, der eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel enthält.
Strukturklebstoff nach Anspruch 1, worin die härtbare Harzzusammensetzung ferner einen Schlagfestmacher enthält.
Strukturklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, worin der Photoinitiator einen ungesättigten Acryloyloxy-Initiator und das thermische Härtemittel Dicyandiamid umfasst.
Verfahren zum Anhaften zweier Teile, umfassend das Aufbringen eines Strukturklebstoffs auf einem ersten Teil; das Aufbringen eines zweiten Teils auf dem Strukturklebstoff, der sich auf dem ersten Teil befindet, um einen Gegenstand mit einer Klebeverbindung zu bilden; Belichten der Klebeverbindung des Gegenstandes mit photochemischer Strahlung; Reinigen des Gegenstandes mit einer bestrahlten Klebeverbindung; und thermisches Härten der bestrahlten Klebeverbindung des gereinigten Erzeugnisses, worin der Strukturklebstoff eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtemittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, worin der erste Teil und der zweite Teil aus Metall sind.
Strukturklebstoff nach Anspruch 5, worin die härtbare Harzzusammensetzung ferner einen Schlagfestmacher enthält.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, worin der Photoinitiator einen ungesättigten Acryloyloxy-Initiator und das thermische Härtemittel Dicyandiamid umfasst.
Gegenstand, umfassend einen ersten Teil, der mit einem zweiten Teil durch einen gehärteten Strukturklebstoff verbunden ist, der das Produkt des Härtens eines Strukturklebstoffs mittels photochemischer Strahlung und thermischem Härten ist, worin der Strukturklebstoff eine härtbare Harzzusammensetzung, einen Photoinitiator und ein thermisches Härtungsmittel umfasst.
Gegenstand nach Anspruch 8, worin der erste Teil und der zweite Teil aus Metall sind.
Gegenstand nach Anspruch 8 oder 9, worin die härtbare Harzzusammensetzung ferner einen Schlagfestmacher enthält.