專利名稱：一種可密封的材料以及形成介電焊接的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露總體上涉及可介電焊接的材料和用于形成一種高頻結(jié)合的方法。
背景技術(shù)：
熱密封被用于眾多行業(yè)的多種應(yīng)用中。典型地，將一種聚合物材料加熱以便在一個(gè)物品的兩個(gè)部分之間產(chǎn)生一種密封，這持續(xù)了一段時(shí)間直至實(shí)現(xiàn)一種適當(dāng)?shù)拿芊?。不幸的是，這種熱工藝是適時(shí)發(fā)生的。例如，對(duì)一種聚合物材料進(jìn)行密封的工藝包括加熱該物品并且冷卻該物品以完成這個(gè)循環(huán)，這會(huì)花費(fèi)幾分鐘。這段時(shí)間對(duì)于高效率的商業(yè)化的生產(chǎn)規(guī)模來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了。為了減少這個(gè)密封時(shí)間，使用了一種介電焊接技術(shù)。這種介電焊接技術(shù)，又被稱為高頻或射頻焊接，使用了高頻率的電磁能量以及壓力兩者以產(chǎn)生一種密封。這種介電焊接技術(shù)與熱焊接相比花費(fèi)了其時(shí)間的一小部分；然而，介電焊接僅可施用于特殊的聚合物。聚氯乙烯(PVC)、功能化的聚烯烴類，包括乙酸乙烯酯或丙烯酸或甲基丙烯酸或酯的乙烯共聚物或三聚物或它們的衍生物，以及熱塑性聚氨酯(TPU)通常被用作有益于介電焊接的熱塑性聚合物。這些特殊的聚合物由于其高的介電損失因數(shù)(即，大于0. 1)或該聚合物材料的損耗因數(shù)tan δ，對(duì)于介電焊接是有益的。不幸地是，這些聚合物可能不具有某些應(yīng)用希望的物理或機(jī)械特性?？梢韵Ｍ木酆衔锏湫偷匕ㄈ嵝缘?、透明的、并且對(duì)于某些應(yīng)用適當(dāng)?shù)哪切┚酆衔?。不幸地是，這些聚合物中的許多由于其惰性性質(zhì)(即，它們的低損耗因數(shù))僅可以熱致密封，并且它們不能使用介電能進(jìn)行密封。因此，使制造商們經(jīng)常選擇了他們所希望的物理以及機(jī)械特性而沒(méi)有做出關(guān)于它是否可以使用介電能迅速進(jìn)行密封的選擇。這樣，可以使用介電焊接進(jìn)行密封的一種改進(jìn)的聚合物材料是希望的。發(fā)明的披露在一個(gè)具體實(shí)施方案中，一種可介電焊接的材料包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，一種形成結(jié)合的方法包括提供一個(gè)具有第一端以及第二端的基底，其中該基底包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。該方法進(jìn)一步包括將該基底的第一端以及第二端使用高頻率電磁能進(jìn)行結(jié)合。優(yōu)選實(shí)施方案的說(shuō)明在一個(gè)具體實(shí)施方案中，一種可介電焊接的材料包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。該惰性聚合物與該彈性體極性聚合物的共混物有利地提供了一種可以用介電焊接進(jìn)行密封或焊接的材料。在一個(gè)實(shí)例中，介電焊接包括高頻電磁能(HF)以及射頻能(RF)。典型地，該惰性聚合物是一種聚合物，當(dāng)對(duì)這種材料施加高頻能時(shí)它是不活潑的。 惰性聚合物由于其不利的介電特性，典型地是HF以及RF不活潑的。HF以及RF活性與一種聚合物材料或化合物的介電常數(shù)或損失因數(shù)或損耗因數(shù)tan δ相關(guān)。典型地，如果一種聚合物的介電損失常數(shù)是大于0. 10，則這種聚合物是用介電能可焊接的。如果一種聚合物或化合物或樹(shù)脂或材料是惰性的(即，介電損失常數(shù)小于0.10)，其損耗因數(shù)是低的。使用彈性體極性聚合物對(duì)惰性聚合物進(jìn)行改性有利地改變?cè)摱栊跃酆衔锏慕殡娞匦裕约耙虼嗽摱栊跃酆衔锏腍F以及RF行為。典型地，在加入該彈性體極性聚合物之前，該惰性聚合物具有的介電質(zhì)損失因數(shù)是小于約0. 10，如小于約0. 08，如小于約0. 07，如小于約0. 06，或者甚至小于約0. 05?？梢栽O(shè)想在加入該彈性體極性聚合物之前具有的介電損失因數(shù)為小于約 0. 10的任何惰性聚合物。示例性的惰性聚合物可以包括熱塑性彈性體類，如基于熱塑性烯烴的彈性體以及基于熱塑性聚酯的彈性體；熱塑硬質(zhì)橡膠；熱固性物質(zhì)；它們的共混物、它們的混合物，以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該惰性聚合物是聚烯烴類。在另一個(gè)實(shí)施方案中，這些惰性聚合物包括任何基于苯乙烯的嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戊二烯、它們的共混物、它們的混合物、以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該惰性聚合物是聚烯烴以及熱塑性彈性體的一種混合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該惰性聚合物是一種無(wú)動(dòng)物來(lái)源的組分 (ADCF) ο在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該惰性聚合物是一種聚烯烴。一種典型的聚烯烴可以包括由一種單體形成的均聚物、共聚物、三聚物、合金、或它們的任何組合，該單體諸如是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、辛烯、或它們的任何組合。一個(gè)示例性的聚烯烴包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低或非常低密度聚乙烯 (VLDPE)、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚丁烯、多種丁烯的聚合物、聚戊烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、乙烯丙烯橡膠(EPI )、乙烯辛烯共聚物、它們的共混物、它們的混合物、以及類似物。在一個(gè)具體的實(shí)例中，該聚烯烴包括聚乙烯，例如低密度聚乙烯。在另一個(gè)實(shí)例中，該聚烯烴包括聚丙烯。該聚烯烴進(jìn)一步包括基于烯烴的無(wú)規(guī)共聚物、基于烯烴的沖擊型共聚物、基于烯烴的嵌段共聚物、基于烯烴的特種彈性體、基于烯烴的特種塑性體、它們的共混物、它們的混合物、以及類似物。在一個(gè)實(shí)例中，該惰性聚合物是聚丙烯與苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯(SEBS)的一種共混物或共擠出物?？缮藤?gòu)的聚烯烴的例子包括聚乙烯、基于聚乙烯的彈性體，例如從陶氏化學(xué)公司可得的Engage ，以及聚丙烯、基于聚丙烯的彈性體，例如從陶氏化學(xué)公司可得的Versify ，從?？松梨诨瘜W(xué)公司可得的 Vistamaxx ,以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該惰性聚合物可以是一種聚烯烴、或者任何種類的熱塑性彈性體、以及上述兩者的混合物。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該惰性聚合物是一個(gè)適當(dāng)?shù)厥褂镁巯N改性過(guò)的、基于苯乙烯系塑料TPE的體系，并且此外該惰性聚合物體系包含一種適當(dāng)?shù)脑鏊軇?。該增塑劑是特定?yīng)用的，并且可以是例如一種美國(guó)藥典六級(jí)(USP Class VI) 順性的礦物油，它的組成由石蠟族的、環(huán)烷的以及芳香族的部分的含量來(lái)限定。因?yàn)樵撚驮谠撟罱K共混物的彈性體極性組分的增塑過(guò)程中起重要作用，所以該惰性混合物的配制被選擇為賦予所希望的特性。該惰性聚合物的配方典型地達(dá)到了平衡該最終產(chǎn)生的共混物的硬度連同向該最終共混物遞送適當(dāng)量值的油的目的，并且不會(huì)引發(fā)例如滲移以及滲出的問(wèn)題。此外，油作為管道的潤(rùn)滑劑是有用的，這對(duì)于可焊性以及可密封性的特征是希望的。該彈性體極性聚合物是該共混物的一個(gè)組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物可以或可以不具有結(jié)晶性。在一個(gè)實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物是一種非晶相的極性的聚合物。如在此所使用的，“非晶相的”是指一種基本上非結(jié)晶的(即，沒(méi)有結(jié)晶熔點(diǎn))的聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物是一種半晶質(zhì)的，即，具有一個(gè)結(jié)晶的DSC熔點(diǎn)以及高達(dá)約100°C的維卡軟化點(diǎn)，低于0. 96g/cc的密度以及低于95A的肖氏硬度。(例如，沒(méi)有結(jié)晶性的非晶相EVA，例如Levamelt 700，具有的密度是1. 08g/cc)可以設(shè)想任何彈性體極性聚合物。一種示例性的彈性體極性聚合物是乙烯乙酸乙烯酯。已發(fā)現(xiàn)在該乙烯乙酸乙烯酯聚合物中的乙酸乙烯酯的量值決定了該聚合物的結(jié)晶性。具體地，在該EVA共聚物中乙酸乙烯酯的百分比越高，則該乙烯鏈的結(jié)晶規(guī)律性被擾亂或破壞得越大。結(jié)晶化作用漸漸地受阻并且因?yàn)楹屑s50%的乙酸乙烯酯的EVA共聚物而基本上不存在了，從而產(chǎn)生了一種非晶相的聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，本披露的乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)大于約50%的乙酸乙烯酯含量。例如， 該乙烯乙酸乙烯酯具有的乙酸乙烯酯含量是大于按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)約60%至按重量計(jì)約80%，如按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)約60%至按重量計(jì)約70%。此外，對(duì)于該非晶相聚合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg典型地是低的，例如小于約0°C。 在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于該非晶相的乙烯乙酸乙烯酯，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是小于約0°C，例如小于約_15°C，或甚至小于約-25°C。在一個(gè)實(shí)施方案中，該乙烯乙酸乙烯酯具有的數(shù)均分子量(Mn)為約70，000至約 90，000，如約80，000至約85，000。該乙烯乙酸乙烯酯可以具有的重均分子量(Mw)為約 250，000至約400，000,如約觀0，000至約350，000。在一個(gè)實(shí)施方案中，該乙烯乙酸乙烯酯具有的多分散性指數(shù)(Mw/Mn)為約3. 0至約5. 0，如約3. 5至約4. 0。在一個(gè)實(shí)施方案中， 該乙烯乙酸乙烯酯具有在190°C /21. 1 N測(cè)試參數(shù)下的，如約1至約7，如約1. 5至約6的， 希望的熔體流動(dòng)指數(shù)(Ml)?？傮w上，在200°C下使用100 1/s的剪切速率的熔體粘度可以是高達(dá)約600Pa. s，如約400Pa. s至約500Pa. s。使用1000 Ι/s的剪切速率，該熔體粘度可以高達(dá)約300Pa. s，例如約lOOPa. s至約200Pa. S。在一個(gè)實(shí)施方案中，該溶液粘度在15% 濃度的甲苯中是高達(dá)約2000mPa. s，例如約200mPa. s至1500mPa. s，或在30%濃度的甲苯中高達(dá)約 50，OOOmPa. s，例如約 7000mPa. s 至 30，OOOmPa. S。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物具有的希望的肖氏A硬度是例如約30至約40。在一個(gè)實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物可以具有的希望的肖氏A硬度是大于40。典型地，非晶相的乙烯乙酸乙烯酯通過(guò)溶液聚合反應(yīng)在約200巴至約1000巴的壓力下并且在約50°C至約120°C的溫度下合成。在一個(gè)實(shí)施方案中，該非晶相的乙烯乙酸乙烯酯可以通過(guò)在約1巴至約200巴的壓力下并且30°C -70°C的溫度下進(jìn)行的乳液聚合而合成。相比之下，結(jié)晶的乙烯乙酸乙烯酯通過(guò)本體聚合在約1000巴至約3000巴的壓力下在約150°C至約350°C的溫度下制備。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用一種具有低乙酸乙烯酯含量的彈性體乙烯乙酸乙烯酯。 如在此所使用的“低乙酸乙烯酯含量”是指一種包含的乙酸乙烯酯含量為小于約35%的乙烯乙酸乙烯酯。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該乙烯乙酸乙烯酯具有的乙烯基含量是小于約 30%，例如在約7%到約25%之間，例如在約10%到約20%之間，或者甚至在約15%到約 20%之間。一種低乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯的使用提供了一種具有希望的光學(xué)外觀的共混物。例如，該低乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯的使用提供了與具有大于35% 的乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯相比的一種具有光學(xué)透明度的共混物。在一個(gè)實(shí)施方案中，含有小于20%的乙酸乙烯酯的乙烯乙酸乙烯酯聚合物可以改進(jìn)具體應(yīng)用中的透明度。該低乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯可以是半晶質(zhì)的。彈性體的半晶質(zhì)的極性聚合物的一個(gè)例子是含不大于約35%的乙酸乙烯酯的EVA。在一個(gè)實(shí)例中，該共混物包括在按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)約至按重量計(jì)約99%的范圍內(nèi)存在的彈性體極性聚合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物是按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)大于至少約5%存在的，例如大于該聚合物共混物總重量的重量計(jì)至少約15%。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該彈性體極性聚合物是按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)大于至少約10%存在的，例如在按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)約10%至按重量計(jì)約40%的范圍，或者甚至在按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)約15%至按重量計(jì)約30%的范圍。典型地，該彈性體極性聚合物在該共混物中存在的水平可以基于所希望的最終特性進(jìn)行優(yōu)化。在一個(gè)示例性的實(shí)施方案中，該共混物進(jìn)一步包括任何一種設(shè)想的添加劑，如一種交聯(lián)劑、一種光敏引發(fā)劑、一種填充劑、一種增塑劑、一種抗氧化劑、或它們的任何組合。示例性的抗氧化劑包括酚類抗氧劑。示例性的填充劑包括碳酸鈣、滑石、不透射線 (radio-opaque)的填充劑，例如硫酸鋇、氯氧化鉍、它們的任何組合、以及類似物。示例性的交聯(lián)劑包括過(guò)氧化物、氰尿酸鹽、它們的組合、以及類似物。示例性的增塑劑包括任何已知的增塑劑，例如油以及類似物。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，當(dāng)該共混物中包含一種低乙酸乙烯酯的乙烯乙酸乙烯酯時(shí)，使用一種增塑劑。該增塑劑進(jìn)一步改進(jìn)了該共混物的透明度、該共混物的可加工性，并且降低了共混物的粘性。作為替代方案，該共混物可以不含交聯(lián)劑類、 光敏引發(fā)劑類、填充劑類、增塑劑類、以及抗氧化劑類。典型地，一種添加劑可以存在的量值為按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)不大于約50%，如按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)不大于約40%，或者甚至按該聚合物共混物的總重量的重量計(jì)不大于約30%。該共混物的這些組分可以通過(guò)任何已知的方法進(jìn)行熔體加工以形成一種共混物。 在一個(gè)實(shí)施方案中，該惰性聚合物以及彈性體極性聚合物可以通過(guò)干式共混或配混進(jìn)行熔體加工。該干的共混物可以處于粉末、料粒、或球粒的形式。配混的例子包括連續(xù)的雙螺桿工藝或者將與班伯里密煉機(jī)相關(guān)的工藝分批進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，該共混物可以是擠出的或注塑模制的。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該共混物可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的設(shè)想的任何方法進(jìn)行熔體加工，諸如層壓、流延、模制、等等。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，可以將一種增塑劑如一種油與該惰性聚合物進(jìn)行共混，并且然后可以將該惰性聚合物/油共混物與一種含低乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯聚合物進(jìn)行共混。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該聚合物共混物的這些組分可以通過(guò)交聯(lián)進(jìn)行固化。 在一個(gè)具體實(shí)例中，該共混物可以是通過(guò)輻射可交聯(lián)的，如使用X-射線輻射、υ輻射、紫外線電磁輻射、可見(jiàn)光輻射、電子束(e-束)輻射、或它們的任何組合。紫外線(UV)輻射可以包括在從170nm至400nm的范圍內(nèi)(如在170nm至220nm的范圍內(nèi))的一種波長(zhǎng)下或多種波長(zhǎng)下的輻射。離子輻射包括能夠產(chǎn)生離子的高能輻射并且包括電子束(e-束)輻射、Y 輻射、以及X-射線輻射。在一個(gè)具體實(shí)例中，e-束電離輻射包括由范德格拉夫發(fā)生器、電子加速器、或χ-射線產(chǎn)生的一種電子束。這些聚合物共混物可以或者可以不進(jìn)行滅菌。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物共混物通過(guò)設(shè)想到的任何方法進(jìn)行滅菌。例如，可以將該聚合物共混物在該介電焊接之前或之后進(jìn)行滅菌。示例性的滅菌方法包括蒸汽、Y射線、環(huán)氧乙烷、E-束技術(shù)、它們的組合、等等。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該聚合物共混物通過(guò)Y輻射進(jìn)行滅菌。該彈性體極性聚合物的加入賦予了改變?cè)摱栊跃酆衔锏慕殡娞匦缘臉O性，使得它是用介電能(即，高頻(HF)或射頻(RF)能)可焊接的。值得注意地，“焊接”以及“密封” 可互換地使用并且是指將由聚合物共混物形成的一個(gè)物品的兩個(gè)部分焊接到一起。此外， 焊接包括平面的密封連同用于管道應(yīng)用的圓周的密封。典型地應(yīng)用了具有的參數(shù)足以產(chǎn)生一種密封的電磁能，這種密封經(jīng)受了在干燥以及濕潤(rùn)條件下在約30磅/平方英尺的空氣壓力下持續(xù)10分鐘的一種密封完整性壓力試驗(yàn)。用于介電焊接的典型參數(shù)包括例如在約 26MHz至約^MHz (例如約27MHz)的頻率的電磁能。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，施加該電磁能持續(xù)約10秒至約60秒的一個(gè)時(shí)間段。典型地，該功率水平是約200瓦。此外，典型地在該密封的位置處施加壓力，例如以約80磅/平方英寸?？梢栽O(shè)想任何對(duì)于介電焊接合理的參數(shù)?？梢栽O(shè)想任何其他焊接/密封方法，例如通過(guò)熱、振動(dòng)、超聲、紅外、它們的組合、等等進(jìn)行的焊接。以上所說(shuō)明的介電焊接的方法的具體實(shí)施方案提供了超越熱焊接技術(shù)的多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。雖然減少了熱焊接的時(shí)間段，但是本發(fā)明的這些實(shí)施方案還可以生產(chǎn)具有希望的機(jī)械特性的低毒性物品。具體地，這些生成的共混物具有希望的柔性、實(shí)質(zhì)上的透明度或半透明度、希望的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、希望的低溫性能、以及對(duì)油和醇的化學(xué)耐受性。在實(shí)施方案中，該生成的共混物可以具有另外多種希望的物理以及機(jī)械特性。例如，該惰性聚合物以及彈性體極性聚合物的共混物可以有利地生產(chǎn)低硬度的有機(jī)硅彈性體。例如可以形成一種共混物，該共混物具有不大于70，例如不大于65，例如不大于60的肖式A硬度，并且具有多種希望的機(jī)械特性。此種特性表面了一種柔性材料。除了希望的硬度之外，這些聚合物共混物具有多種有利的物理特性包括，如希望的斷裂伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、或撕裂強(qiáng)度。斷裂伸長(zhǎng)率以及拉伸強(qiáng)度是按照ASTM D-412測(cè)試方法使用一臺(tái)英斯特朗anstron)儀器進(jìn)行確定的。例如，這些聚合物共混物可以顯示出至少約600%，如至少約700%、或者甚至是至少約750%的斷裂伸長(zhǎng)率。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物共混物的拉伸強(qiáng)度是大于約500磅/平方英寸，并且具體是至少約600磅/平方英寸，如至少約900磅/平方英寸，或甚至至少約1000磅/平方英寸。多個(gè)具體的實(shí)施方式展示了一種希望的伸長(zhǎng)率以及拉伸強(qiáng)度的組合，例如展示了至少約600磅/平方英寸的拉伸強(qiáng)度以及至少約700%的伸長(zhǎng)率。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物共混物展示了一種希望的伸長(zhǎng)率以及拉伸強(qiáng)度的組合，例如展示了至少約1000磅/平方英寸的拉伸強(qiáng)度以及至少約700%的伸長(zhǎng)率。此外，該聚合物共混物可以具有大于約200磅/線英寸的撕裂強(qiáng)度， 如根據(jù)ASTM D624測(cè)量的該聚合物共混物的應(yīng)用眾多。具體地，該聚合物共混物的無(wú)毒性質(zhì)使得該材料對(duì)于任何其中不希望毒性的應(yīng)用是有用的。例如，該聚合物共混物具有對(duì)于FDA、USP、以及其他法規(guī)認(rèn)可的潛力。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該聚合物共混物可以用于多種應(yīng)用中，例如工業(yè)、醫(yī)療、生物制藥、食品與飲料，等等。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物共混物可以用于一種單層物品、多層物品，或者可以層壓、涂覆、或成形在一個(gè)基底上。多層物品可以包括多個(gè)層，例如增強(qiáng)層、粘合劑層、阻擋層、耐化學(xué)品的層、金屬層、它們的任何組合、以及類似物。 該共混物可以被成形為任何有用的形狀，例如薄膜、薄片、管道、以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該共混物可以用于容納醫(yī)療液體的醫(yī)療袋，例如用于血液袋。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，該共混物可以用于形成一種醫(yī)療袋連同任何對(duì)應(yīng)的管道。該聚合物共混物可以粘合或結(jié)合到其他基底上。在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物共混物可以結(jié)合或粘合到聚碳酸酯、聚乙烯、和/或有機(jī)硅的基底上。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，該聚合物共混物可以在一種包覆模制 (注塑模制工藝)應(yīng)用中結(jié)合或粘合到聚碳酸酯、聚乙烯、和/或有機(jī)硅的基底上。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，該聚合物共混物可以被用來(lái)生產(chǎn)管道以及軟管。例如， 該聚合物共混物可以被用作管道或軟管來(lái)生產(chǎn)低毒性的泵送管道、增強(qiáng)的軟管、耐化學(xué)品的軟管、編織的軟管、以及低滲透性的軟管以及管道。例如，可以提供具有對(duì)于所選擇的具體應(yīng)用有用的任何直徑大小的管道。在一個(gè)實(shí)施方案中，該管道可以具有高達(dá)約2.0英寸， 例如約0. 25英寸、0. 50英寸、以及1. 0英寸的外徑(OD)。該聚合物共混物的管道有利地表現(xiàn)出希望的特性，例如化學(xué)穩(wěn)定性以及增加的壽命。例如，該管作為用作蠕動(dòng)泵的管可以具有大于約10小時(shí)的壽命，如大于約15小時(shí)，或甚至更長(zhǎng)。SM實(shí)例1在研究中使用的模型C-Flex是R70-374TPE化合物。總體而言，R70-374是從圣戈班集團(tuán)獲得的S-EB-S苯乙烯系塑料TPE樹(shù)脂、聚丙烯(PP)以及礦物油的一種熔體混配的材料。為了顯示該乙烯乙酸乙烯酯(EVA)聚合物添加劑以兩種方式工作，進(jìn)行了以下兩種方法試驗(yàn)多個(gè)尺寸為0. 25英寸X0. 38英寸的管道樣品通過(guò)在該單螺桿熔體擠出機(jī)的進(jìn)料料斗處制造R70-374與例如按重量計(jì)15%、20%、25%以及30%的這些不同百分比的非晶相EVA(約70%的VA)的干的共混物(鹽/胡椒型)而獲得。該非晶相的EVA具有約 300, 000的重均分子量(Mw)、約80，000的數(shù)均分子量(Mn)、以及約3. 9的多分散性指數(shù) (Mw/Mn)。該非晶相的EVA具有在190°C /21. IN下測(cè)試的約2_6的熔體流動(dòng)指數(shù)、在15% 濃度的甲苯中約200mPa. s至約1500mPa. s的溶液粘度、以及在200°C使用100 Ι/s的剪切速率約400Pa. s至約500Pa. s的熔體粘度。這項(xiàng)技術(shù)使并非固有RF吸收性的任何熱塑性或熱固性聚合物能夠鹽/胡椒式共混成RF接受的，并且因此通過(guò)RF技術(shù)通過(guò)將所述聚合物與一種非晶相的彈性體極性聚合物進(jìn)行簡(jiǎn)單地共混使其是可熱密封的。對(duì)于一個(gè)阿克隆(Akron) 2. 5英寸的單螺桿擠出過(guò)程的參數(shù)在表1中可見(jiàn)。表 權(quán)利要求
1.一種可介電焊接的材料，包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。
2.如權(quán)利要求1所述的可介電焊接的材料，其中該惰性聚合物具有的介電損失因數(shù)是小于約0. 1。
3.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該惰性聚合物包括一種聚烯烴。
4.如權(quán)利要求3所述的可介電焊接的材料，其中該聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、基于烯烴的無(wú)規(guī)共聚物、基于烯烴的沖擊型共聚物、基于烯烴的嵌段共聚物、基于烯烴的特種彈性體、基于烯烴的特種塑性體、或它們的共混物。
5.如權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該惰性聚合物包括一種熱塑性彈性體(TPE)。
6.如權(quán)利要求5所述的可介電焊接的材料，其中該熱塑性彈性體包括基于苯乙烯的嵌段共聚物、基于熱塑性烯烴的彈性體、熱塑硬質(zhì)橡膠(TPV)、基于熱塑性聚酯的彈性體、或它們的混合物。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該惰性聚合物包括聚烯烴以及熱塑性彈性體的一種混合物。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該彈性體極性聚合物是非晶相的。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該彈性體極性聚合物包括乙烯乙酸乙烯酯。
10.如權(quán)利要求9所述的可介電焊接的材料，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)大于約50%的乙酸乙烯酯含量。
11.如權(quán)利要求10所述的可介電焊接的材料，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)大于約60%至按重量計(jì)約80%的乙酸乙烯酯含量。
12.如權(quán)利要求9所述的可介電焊接的材料，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)小于約35%的乙酸乙烯酯含量。
13.如權(quán)利要求12所述的可介電焊接的材料，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)約10%至按重量計(jì)約20%的乙酸乙烯酯含量。
14.如權(quán)利要求1所述的可介電焊接的材料，其中該彈性體極性聚合物具有的肖氏A硬度是約30至約40。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該彈性體極性聚合物以按該材料的總重量的重量計(jì)大于至少約5%存在。
16.如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物進(jìn)一步包括一種增塑劑。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物可以通過(guò)混配或干式共混而進(jìn)行熔體加工。
18.如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物是擠出的或注塑模制的。
19.如權(quán)利要求1-18中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物被成形為一個(gè)單層物品或一個(gè)多層物品。
20.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物進(jìn)一步包括填充劑類。
21.如權(quán)利要求20所述的可介電焊接的材料，其中這些填充劑包括碳酸鈣、滑石、硫酸鋇、氯氧化鉍、以及它們的組合。
22.如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，具有的肖氏A硬度是不大于約70。
23.如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，具有實(shí)質(zhì)性的透明性。
24.如權(quán)利要求1-23中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該密封的材料在干燥條件下在30磅/平方英寸的空氣壓力的壓力下基本上將完整性保持了 10分鐘。
25.如權(quán)利要求I-M中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該密封的材料在濕潤(rùn)條件下在30磅/平方英寸的空氣壓力的壓力下基本上將完整性保持了 10分鐘。
26.如權(quán)利要求1-25中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該材料可以是滅菌后的。
27.如權(quán)利要求116中任一項(xiàng)所述的可介電焊接的材料，其中該共混物被成形為一個(gè)醫(yī)療袋、管道、薄膜、或它們的組合。
28.一種形成結(jié)合的方法，包括提供一個(gè)基底，該基底具有一個(gè)第一端以及一個(gè)第二端，其中該基底包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物；并且將該基底的第一端以及第二端使用高頻電磁能進(jìn)行結(jié)合。
29.如權(quán)利要求觀所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)該基底進(jìn)行滅菌的步驟。
30.如權(quán)利要求四所述的方法，其中該基底是通過(guò)Y輻射進(jìn)行滅菌的。
31.如權(quán)利要求觀-30中任一項(xiàng)所述的方法，其中該惰性聚合物具有的介電損失因數(shù)是小于約0. 1。
32.如權(quán)利要求觀-31中任一項(xiàng)所述的方法，其中該惰性聚合物包括一種聚烯烴。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中該聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、基于烯烴的無(wú)規(guī)共聚物、基于烯烴的沖擊型共聚物、基于烯烴的嵌段共聚物、基于烯烴的特種彈性體、基于烯烴的特種塑性體、或它們的共混物。
34.如權(quán)利要求觀-31中任一項(xiàng)所述的方法，其中該惰性聚合物包括一種熱塑性彈性體(TPE)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中該熱塑性彈性體包括基于苯乙烯的嵌段共聚物、 基于熱塑性烯烴的彈性體、熱塑硬質(zhì)橡膠(TPV)、基于熱塑性聚酯的彈性體、或它們的混合物。
36.如權(quán)利要求觀-35中任一項(xiàng)所述的方法，其中該惰性聚合物包括聚烯烴以及熱塑性彈性體的一種混合物。
37.如權(quán)利要求觀-36中任一項(xiàng)所述的方法，其中該彈性體極性聚合物是非晶相的。
38.如權(quán)利要求觀-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中該彈性體極性聚合物包括乙烯乙酸乙烯酯。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)大于約50%的乙酸乙烯酯含量。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)大于約60%至按重量計(jì)約80%的乙酸乙烯酯含量
41.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該乙烯乙酸乙烯酯是通過(guò)溶液聚合反應(yīng)來(lái)制備的。
42.如權(quán)利要求38所述的方法，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)小于35%的乙酸乙烯酯含量。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其中該乙烯乙酸乙烯酯具有按該乙烯乙酸乙烯酯的總重量的重量計(jì)約10%至按重量計(jì)約20%的乙酸乙烯酯含量。
44.如權(quán)利要求觀所述的方法，其中該彈性體極性聚合物具有的肖氏A硬度是約30至約40。
45.如權(quán)利要求觀-44中任一項(xiàng)所述的方法，其中該彈性體極性聚合物以按該材料的總重量的重量計(jì)大于至少約5%存在。
46.如權(quán)利要求觀-45中任一項(xiàng)所述的方法，其中該共混物進(jìn)一步包括一種增塑劑。
47.如權(quán)利要求觀-46中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)混配或干式共混對(duì)該共混物進(jìn)行熔體加工的步驟。
48.如權(quán)利要求觀-47中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)該共混物進(jìn)行擠出或注塑模制的步驟。
49.如權(quán)利要求觀-48中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將該共混物成形為一個(gè)單層物品或一個(gè)多層物品的步驟。
50.如權(quán)利要求觀-49中任一項(xiàng)所述的方法，其中該共混物進(jìn)一步包括填充劑類。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中這些填充劑包括碳酸鈣、滑石、硫酸鋇、氯氧化鉍、以及它們的組合。
全文摘要
一種可介電焊接材料包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。一種形成結(jié)合的方法包括提供一個(gè)具有第一端以及第二端的基底，其中該基底包括至少兩種組分的一種共混物，該共混物包含一種惰性聚合物以及一種彈性體極性聚合物。該方法進(jìn)一步包括將該基底的第一端以及第二端使用高頻電磁能進(jìn)行結(jié)合。
文檔編號(hào)B23K35/36GK102470492SQ201080029997
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者M·E·卡希爾, M·W·西蒙, S·K·席德哈馬里 申請(qǐng)人:美國(guó)圣戈班性能塑料公司