可粘接的含氟材料板、粘合性的含氟材料板、以及含氟材料的粘合方法和粘合結構技術

本發明專利技術提供了一種可粘接的含氟材料板、一種粘合性的含氟材料板、一種含氟材料板的粘合方法及粘合結構。一方面，在電子束不可降解含氟材料的表面上提供可粘性賦予層，在兩者之間通過電子束照射形成化學鍵。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種可粘接的含氟材料板、一種粘合性的含氟材料板、一種含氟材料板的粘合方法及粘合結構。
技術介紹
含氟材料如DyneonTMTHV(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物，Dyneon公司制造)和PVDF(聚偏二氟乙烯)具有烴系材料不可能具有的極好的性能，故在工業上占有非常重要的位置。例如，含氟材料適合用作廣告牌、反射器、太陽能電池等的表面防護材料，且特別適于戶外使用，因為它具有特殊的性能，如良好的化學穩定性、極好的耐氣候性和較高的熱穩定性。含氟材料可通過嵌入或用螺絲等固定而單獨地作為一部分來使用，可是，含氟材料通常較貴，因此，其主要通過與其它材料的結合使用(層壓或覆蓋)而用作改善功能的復合材料。這些復合材料將用作例如，最終涂層的替取膜或廣告牌的保護膜。但是，含氟材料本身的表面能較低，因此，對異質材料，例如粘合劑或壓敏粘合劑的附著性極差。為了解決這個問題，迄今為止研究了各種提高粘合性能的方法。這些方法粗分為1)對粘合性能不足的含氟材料進行改性，使其能附著在現有烴材料(粘合劑)上的方法，2)對粘合劑或壓敏粘合劑進行改性，使其能粘合在粘合性能不足的材料上的方法，以及3)將某一特別的粘合劑層插在這些異質層之間的方法。更具體地說，在情況1)中，對氟碳材料進行表面處理，此表面處理包括干處理，如火焰處理和電暈放電處理(參見美國專利No.3,133,854，實施例10)，以及濕處理，如堿溶液、液氨和鈉的組合，及金屬鈉-萘/四氫呋喃絡合物溶液的結合(參見美國專利No.3,133,854和No.4,740,562以及日本專利申請公報No.61-7337)。同時，提出了一種對氟聚合物進行整體改性(例如，聚合物混合或脫氟化氫(參見美國專利No.4,230,768))，以提高其對異質材料的粘合性能的方法。在情況2)中，Yagi等人的日本專利申請公報No.3-163182公開了包含丙烯酰聚合物和氟聚合物的IPN型粘合劑的有效性，它是通過在丙烯酰單體中溶解含氟單體并固化該混合物而得到的；Usami等人的日本專利申請公報No.61-31411公開了通過混合丙烯酰單體或低聚物以及氟聚合物得到的粘合劑的有效性，它們之間的相容性較好；Kumar等人的美國專利No.5,482,991公開了含有氟化丙烯酰硅氧烷的丙烯酸壓敏粘合劑的有效性。在理論研究方面，Paciorek等人在J.Polym.Sci.第45期第405-413頁(1960)中的那篇文章中報道了，氟聚合物、聚偏二氟乙烯(PVDF)在脫氟化氫后與胺的反應。Schonhorn等人在J.Adhesion Sci.Technol.第4期第277頁(1989)中報道了，PVDF與含有二元胺固化劑的環氧樹脂的反應。但是，情況3)很難與情況2)清楚地區分，已報道了一種使用兩種以上用以形成粘合劑層的聚合物的混合物，以改善異質材料之間粘合的方法。Kawashima等人的歐洲專利EP-0523644提出了通過結合氟聚合物和聚酰胺樹脂來提高粘合性能。一個工業上應用的例子是描述于日本專利申請公報No.2-28239的Denka公司的Denka DX膜。此膜主要是通過融熔-復合擠壓混合比不同的兩個層來生產的。例如，外層包含PVDF/PMMA＝80/20的組合物，內層包含PVDF/PMMA＝20/80的組合物。在最后階段，將壓敏粘合劑涂布在具有較大量PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)組分且極性較高的內層上。在本專利技術中，最重要的一點是可粘性賦予層的形成，即，具體地說是通過電子束照射來形成底涂層。這里，作為本專利技術最重要點的形成底涂層的常規技術描述如下。眾所周知，電子束照射導致了聚合物如聚乙烯的交聯，由此提高了耐熱性。例如，John Scheirs主編的Modern Fluoropolymers(現代含氟聚合物)(紐約JohnWiley&Sons公司1997年出版)對其進行了描述。而且，Maku-uchi等人在J.Poly.Sci.Poly.Chem.Ed.第14期第617-625頁(1976)中提出了，在用電子束照射PVDF時會產生自由基并形成交聯結構。Sidney等人的日本專利申請公報No.2-209928以及他們在國際會議(Proceedings of Rad Tech Asia′91，日本大阪(1991年4月15日-18日))上的出版物中提出，在電子束照射下使多官能丙烯酸酯如丙烯酸三甲基丙酯(TMPTA)與氟橡膠交聯，并將TMPTA聚合物接枝在偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物主鏈上。Hayami等人的日本專利申請公報No.8-245850描述了在電子束照射下通過交聯劑，如TMPTA或異氰脲酸三烯丙酯(TAIC)來提高THV等的熱性能。另一方面，已知電子束照射也可作為用來交聯粘合劑或壓敏粘合劑的手段。Hendriks的美國專利No.2,956,904報道了通過電子束照射來交聯橡膠系壓敏粘合劑。Yarusso等人的美國專利No.5,266,400公開了降低施加在易于被電子束降解的紙(纖維素)、聚丙烯或聚四氟乙烯上的用來交聯橡膠系壓敏粘合劑的加速電壓的方法。但是，如果加速電壓增加到電子束對基底起作用的程度，基底會降解。Babu等人的美國專利No.5,209,971公開了用電子束照射聚烯烴系壓敏粘合劑以交聯壓敏粘合劑，由此改善粘結力和耐熱性的方法。Bonk等人的美國專利No.4,563,388報道了，用電子束照射涂布在聚烯烴系膜材料上的丙烯酰系壓敏粘合劑，以提高界面上的粘合性能。類似地，Mori等人的日本專利申請公報No.63-150330報道了，當把金屬板通過丙烯酰系單體疊壓在聚烯烴膜上，電子束照射在此金屬板上時，可改善聚烯烴與丙烯酰材料之間的粘合。Magat等人的美國專利No.3,252,880的實施例示出，當PTFE(聚四氟乙烯)板浸在丙烯酰單體中，并在其上施加γ射線3天后，在PTFE板的表面上接枝了丙烯腈聚合物，由此在表面上產生粘合性。但是，聚丙烯腈本身的Tg約為100℃，不能有效地作為壓敏粘合劑。除了這些以外，用電子束形成的界面附著統一描述如下。日本專利申請公報No.3-250034提出了“在塑料基底上形成含氟聚合物層的方法，該方法包括將通過向含多氟化基團的單體中加入低聚物或聚合物得到的涂液施涂在塑料基底上、并在其上用電子束對其照射”。根據該方法，將0.1-30wt％的低聚物(溶解或分散在單體中)加入具有多氟化物基團的電子束可聚合單體中，將此單體溶液涂布在塑料表面，然后用5-200kGy的電子束對其照射，聚合并固化該單體。該專利技術的特征在于，短時間內可在塑料表面形成包含多氟化物基團的聚合物薄膜，該膜無氟利昂溶劑并具有良好的粘合性能。J.Kelber等人的美國專利No.7,036,039和4,861,408提出了，通過在高真空下對聚合物薄膜表面進行低能電子束照射來改善對基底的粘合性。更具體地說，在高真空(10-8Torr)中用低能電子束(100-10,000eV)處理聚合物表面，例如，非常接近PTFE表面的部分(50-10,000)，以從基底表面的碳氟鍵上除去氟，將此鍵轉變為碳碳鍵或碳氧鍵，由此提高對各種材料的粘合性。該處理過的膜能使用普通粘合劑結合在黃銅、銅或鋼的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可粘接的含氟材料板，它包括在其表面上具有可粘性賦予層的電子束不可降解的含氟材料板，其特征在于：在含氟材料板與可粘性賦予層之間存在化學鍵，所述化學鍵是通過至少在含氟材料板上照射電子束而形成的。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：諏訪敏宏，山中啟造，
申請(專利權)人：三M創新有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]