專利名稱：：粘結熱塑性彈性體部件至玻璃板的方法粘結熱塑性彈性體部件至玻璃板的方法
背景技術：
：本發明涉及將彈性部件，例如邊緣成型體(peripheralmolding)，粘合至玻璃板。近些年來，在汽車玻璃行業中，常見的實踐是生產"包邊(encapsulated)"車輛窗；換句話說，彈性部件在車輛窗的全部或一部分邊緣周圍延伸的車輛窗。許多材料已經用來形成這種彈性部件，并且不同的方法已經被用來模塑這種彈性部件。其中最常見的是利用反應注塑成型法(RIM)來模塑的多組分聚氨酯(PU)材料和利用注射模塑法模塑的聚氯乙烯(PVC)。粘合這些材料到玻璃上是存在問題的，并且已經發現必須利用助粘材料，也稱為底膠，來增加聚合物材料和玻璃板之間的粘結強度和粘結耐久性。對于PU和PVC，已經發現各自都適用于不同的應用。然而，在可能的情況下，因為PVC就材料成本而言本質上更加低廉，所以對于包邊目的有利的是使用PVC。另一方面，一般來說，PU材料和玻璃形成更強的粘合。隨著對制造"環境友好"材料的車輛的不斷增加的重視，其中"環境友好"材料即可以有利地回收/重復使用的材料，PVC因為在不合理處理時對環境產生危害而受到批評。因此，人們正加強尋找可以在車輛窗包邊中替代PVC的材料。尋找這樣的替代材料時要考慮的很多其它性能是(1)成本，(2)強力粘結到玻璃的能力，和(3)為了密封目的提供好的壓縮變定的能力。熱塑性彈性體(TPE)材料，包括與各種其他的聚合物材料共混的SEBS或者SBS聚合物，的使用已經在包邊和相關應用的專利文獻中有所描述，例如U.S.專利No.7056971描述了一種本身被描述為透氧的熱塑彈性體，其通過將該TPE與液體聚異丁烯油增塑劑以不使被增塑的彈性體發粘的量熔融共混，而得到阻隔氧氣的性能。U.S.專利No.7026028描述了一種多層模塑品，其包含主體部分和至少部分覆蓋該主體部分的表層，該主體部分包含交聯的彈性體組合物，和該表層包含熱塑性彈性體(TPE)。據描述，所述主體部分的TPE賦予表層良好的耐候性。U.S.專利No.7015284描述了一種熱塑性彈性體組合物，其可以重疊模塑到硬基底上，例如塑料或金屬表面。所述組合物，當模塑時，據描述是無味、抗刮擦和可著色的。U.S.專利No.6984688描述了一種與聚丙烯共混且不含填充材料的增塑的氫化TPE嵌段共聚物，其具有乙烯基芳族單體和共軛二烯單體的嵌段(HSBC)，據描述其提供一種用于制品的可注塑組合物，其中所述制品需要具有與拉伸強度、撕裂強度、柔軟性和霧度相關的特定性能，而且必須的是模塑制品的上述所有性能和物理尺寸在制品浸沒在沸騰的水中一小時后基本保持不變。U.S.專利No.6846571描述了一種據描述適用于汽車地板覆蓋應用的聚合物共混物。所述聚合物共混物據描述可加工成片材，其可以回收使用并且其可以展示出低光澤和類似硫化橡膠的觸感。這種聚合物共混物據描述還展示出良好的花紋保持性(grainretention)、耐磨性和熱及紫外光穩定性。U.S.專利No.6399696描述了一種熱塑性彈性體組合物，據描述其有優良的密封性能并且其防止氣體例如揮發性低分子量組分的生成，同時由這種材料制成的模塑制品由3于使用了超高分子量聚乙烯的細顆粒而不發粘。U.S.專利No.5221782描述了一種熱塑性樹脂組合物，其含有在特定化合物例如作為交聯劑的二氫芳族化合物或其聚合物和多官能單體的存在下通過動態熱處理熱塑性樹脂和橡膠狀物質制備的部分交聯的產物，并進一步加入了軟化劑和/或無機填料。U.S.專利No.5149736描述了苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯三嵌段共聚物_油組合物，其據描述是耐熱的和不可熔的。所述組合物據描述在升高的溫度在壓力下是可模塑的。尋找到熱塑性彈性體(TPE)材料，其如同PU粘結到玻璃，但卻具有PVC的較低成本，具有良好的密封性能并且其滿足車輛制造商對此類材料的其他苛刻標準，將是有利的。發明概述本發明涉及利用一種或多種異氰酸酯基底膠(isocyanate-basedprimer)和硅烷基底膠(silane-basedprimer)，把由TPE材料，特別是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物和熱塑性聚氨酯(TPU)材料的共混物，形成的部件粘結到玻璃板的方法。通過利用本發明的材料，甚至在氣候老化后，也可以實現超過TPE材料的內聚強度的粘結強度。發明詳述本發明涉及熱塑性彈性體(TPE)材料，其含有苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物和熱塑性聚氨酯(TPU)的共混物，其通過借助常規的注射模塑法把SEBS/TPU模塑到基底的邊緣或通過把由本發明的SEBS/TPU材料制成的預先形成的彈性部件粘結到玻璃基底的邊緣，而被粘結到玻璃基底上。雖然本發明的SEBS/TPU材料在不對玻璃表面進行特定處理或在使用單一底膠的條件下展示出一定水平的對玻璃基底的粘合，但一些車輛生產商需要通過單獨的SEBS/TPU材料或通過使用單一助粘(adhesion-promoting)底膠不能滿足的粘合水平。為了顯著增加本發明的SEBS/TPU材料和玻璃基底之間的粘合的強度和耐久性，已經發現兩種助粘底膠材料的混合物或分步施加多于一種助粘底膠材料是非常有效的。更加具體地，且優選地在對將要施加所述底膠材料的玻璃基底的表面進行徹底清潔后，把硅烷基底膠和異氰酸酯基底膠的混合物通過任何常規方式施加到玻璃基底邊緣的至少一部分上。可選擇地，可能希望的是，同樣在首先優選清潔玻璃后，最開始通過任何常規的施加方法把硅烷基底膠施加到玻璃基底的邊緣，然后在規定的時間段內，同樣通過任何常規施加方法，施加異氰酸酯基底膠，手工地或者自動地。合適的硅烷基底膠的例子包括Betaseal43518(DowAutomotive)，GC20TM(YHAmerica)，和Glasgrip7780(AshlandChemicalCo.)。合適的異氰酸酯基底膠的例子包括Betaseal43520ATM(DowAutomotive)，Sika206G+PTM(Sika)，和PC3TM(YHAmerica)。而且，已經發現加熱玻璃基底到預定的溫度提高了粘結強度和耐久性。為了最大化粘結強度和耐久性，所述玻璃應該被加熱到100。F到30(TF，優先地，150。F和25(TF之間的溫度。利用前述的底膠體系，在SEBS/TPU材料和玻璃基底之間形成的粘結的強度已經被發現高于SEBS/TPU材料本身的強度，所述強度依賴于所述材料的硬度，其典型地在50ShoreA和90ShoreA之間。在典型車輛將會經歷的環境條件下，粘結耐久性通常預期最低為10年。對于上述的10年時間，所述SEBS/TPU材料本身也不應發生將被例如所述典型車輛的擁有者注意到的程度的變色或者其它物理外觀退化。所述SEBS/TPU材料提供了在其性能(例如作為形成車輛天窗(sunroof)上的封條的材料)和成本之間的良好平衡。優選本發明的SEBS/TPU材料的壓縮變定，即材料可容忍并且仍然恢復到其原來結構的彈性變形的量，在20%_40%的范圍，優選20%-30%，其將在天窗密封應用等等中提供良好的密封能力。同時，希望在每重量單位基礎上所述SEBS/TPU材料的成本盡可能接近PVC的成本。雖然不希望被任何理論束縛，但本發明人相信，當結合所述硅烷基和異氰酸酯基助粘底膠材料時，所述硅烷基底膠，當被直接施加到玻璃基底表面上時，充當偶聯劑來提供對玻璃的粘結。所述異氰酸酯基底膠材料然后形成所述硅烷材料和所述SEBS/TPU材料之間的連接物。如前面提到的，無論這兩種底膠材料是被混合還是以分步方式分開施加，這種功能看起來都是存在的。如前面提到的，本發明的范圍包括將所述SEBS/TPU材料原位模塑到玻璃基底上以及將由SEBS/TPU材料預先形成的彈性部件粘結到玻璃基底上。雖然對于本發明可以使用任何常規的注射模塑方法，但是一種優選的方法涉及把玻璃片或者由玻璃片形成的車輛玻璃放置到制造成在模具中精確地安置玻璃的第一半模(moldhalf)中，所述半模包括具有與玻璃板的邊緣的至少一部分重合的區域，該區域構成當注入到模具中時能接收可流動形式的本發明的SEBS/TPU材料的模腔的一半。優選地，在放置到第一半模中之前，底膠的混合物或多個底膠層，已經被預先施加到玻璃邊緣的指定區域。典型地，使第二互補半模緊密接觸第一半模，形成模腔，該模腔呈將被粘結到玻璃基底的彈性部件輪廓的形式。足量的液體SEBS/TPU材料被注入以充滿所述模腔，并在這種情況下與玻璃板的邊緣發生粘結接觸。冷卻足夠的時間后，可以從模具中移出已準備好用于使用/儲存/運輸形式的其上模塑有固化的SEBS/TPU部件的玻璃基底。還可以通過例如擠出方法預先形成期望型材形式的彈性部件，所述型材然后可以通過手工或自動方式被粘結到玻璃基底上。典型地，理想地將是在使玻璃基底和預先形成的彈性部件發生粘結接觸之前，把所述硅烷基/異氰酸酯基底膠施加到玻璃基底或者預先形成的彈性部件上。對于本發明的一些應用可能還期望使用其他粘合劑。在一個優選的方法中，利用夾具或固定裝置來在精確位置接收玻璃基底并且與其鄰近在所述夾具/固定裝置內，形成用來接收所述預先形成的彈性部件的溝槽。應用壓力和/或加熱有助于彈性部件和玻璃基底的粘合。在這點上，通過原位模塑或粘合預先形成的彈性部件制造的產品理想地是基本相同的。適合本發明使用的苯乙烯_乙烯_丁烯_苯乙烯共聚物包括，例如，各種苯乙烯嵌段共聚物。適合本發明使用的熱塑性聚氨酯材料包括，例如，Ellastolan(BASF)和PellathaneTM(D0WAutomotive)。如前所述，如果以分步方式分別施加硅烷基底膠材料和異氰酸酯基材料，則異氰酸酯基底膠應該在相對短的時間段內施加在硅烷底膠上。典型地，該時間間隔是在2秒到10分鐘之間。優選地，該時間間隔是在2秒到2分鐘之間。最優選地，各個底膠層的施加之間的時間間隔是在2秒到60秒之間。5實施例對比實施例1-6是PilkingtonEZ-KOOI，綠色汽車玻璃的1英寸X6英寸片，在其邊緣的一部分附件已經施加了陶瓷瓷釉(ceramicenamel)JM355Frit。所有的樣品都先預加熱到200°F的溫度。對于對比實施例1和4，然后在存在所述陶瓷燒結料(ceramicfrit)的區域中，將DowBetaseal43518⑧和LordChemicalChemLok487A/B底膠的混合物施加到所述玻璃上。然后把38^(^^1^@121-75M1004熱塑性硫化產品TPV材料模塑到存在所述底膠混合物的玻璃的邊緣部分上。然后使樣品固化30分鐘。關于對比實施例l和4描述的相同工藝被用于對比實施例2和5，不同的是Betaseal43518⑧和ChemLd^487A/B底膠被分別施加，而不是作為混合物，和模塑到玻璃上的聚合物材料是SEBS材料，即VichemSevrene3570-80-8843。對比實施例3和6通過與對比實施例2和5相同的方法制備，除了模塑到施加底膠的玻璃樣品邊緣的材料是TPE材料，即GLSKratonG7820-9001-00。根據本發明的實施例1和2根據與對比實施例2，3，5和6相同的方法制備，除了施加的第二底膠是DowBetaseal43520A和模塑到施加底膠的玻璃上的聚合物材料是SEBS/TPUTPE材料，即GLSLC303-123之外。為了測試如上所述制備的模塑上的聚合物材料對玻璃樣品的粘合的強度和相關性能，在環境室溫或72°F測試實施例1和對比實施例1-3，而在80°C(176°F)測試實施例2和對比實施例3-6。與樣品結果對比的規格是初始剪切強度規格>0.5MPa&100X材料破裂初始剝離強度規格>50N/25mm&100X材料破裂熱(80°C)剪切強度規格>0.2MPa&100X材料破裂熱(80°C)剝離強度規格>15N/25mm&100X材料破裂拉伸試驗在InstronUniversalTestMachine42.01上以200mm/min的拉伸速度實施。如可從下面的表1中看出的那樣，根據本發明的實施例1和2的本發明的SEBS/TPU材料，特別地結合本文其他地方描述的類型的底膠，滿足或超過嚴格的OEM粘結規格和在性能上優于其他被測的聚合物材料/底膠體系。表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權利要求利用一種或多種異氰酸酯基底膠和硅烷基底膠，把彈性部件粘結到玻璃板的方法，所述彈性部件包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物和熱塑性聚氨酯(TPU)材料的共混物。2.如權利要求1所述的方法，其中所述玻璃板是車輛玻璃。3.如權利要求2所述的方法，其中所述一種或多種底膠被施加到所述車輛玻璃的邊緣的至少一部分上。4.如權利要求3所述的方法，其中所述彈性部件通過注射模塑或反應注塑成型方法的一種被模塑到已經施加了所述一種或多種底膠的所述車輛玻璃的邊緣的至少一部分上。5.如權利要求3所述的方法，其中將要粘結的所述彈性部件通過模塑或擠出方法的一種被預先形成。6.如權利要求3所述的方法，其中異氰酸酯基底膠被施加在所述車輛玻璃上先前施加的硅烷底膠上。7.如權利要求3所述的方法，其中硅烷基底膠被施加到所述車輛玻璃的邊緣的一部分上，并且在其后在2秒到IO分鐘的時間間隔內，將異氰酸酯基底膠施加在所述硅烷基底膠上。8.如權利要求7所述的方法，其中施加所述硅烷基底膠和施加所述異氰酸酯基底膠之間的間隔時間在2秒和2分鐘之間。9.如權利要求8所述的方法，其中施加所述硅烷基底膠和施加所述異氰酸酯基底膠之間的間隔時間在2秒和10秒之間。10.如權利要求3所述的方法，其中硅烷基底膠和異氰酸酯基底膠的混合物被施加到所述車輛玻璃的邊緣的至少一部分上。11.如權利要求5所述的方法，其中在把所述預先形成的彈性部件粘結到所述車輛玻璃上之前，將其上設置有一種或多種底膠的所述車輛玻璃預先加熱到100°F(24°C)到300°F(135。C)的溫度。12.如權利要求1所述的方法，其中所述彈性部件和所述玻璃板之間的粘結強度至少等于所述彈性部件的材料的內聚強度。全文摘要本發明涉及利用一種或多種異氰酸酯基底膠和硅烷基底膠，把由熱塑性彈性體(TPE)材料形成的彈性部件粘結到玻璃板的方法，特別地，所述熱塑性彈性體材料是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物和熱塑性聚氨酯(TPU)材料的共混物。文檔編號C08L53/02GK101784589SQ200880020686公開日2010年7月21日申請日期2008年6月12日優先權日2007年6月20日發明者J·B·麥拉奇蘭申請人:皮爾金頓北美公司