專利名稱：由含有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的處理和粘合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的粘合區(qū)域的處理方法，還涉及一種粘接兩個工件的方法，其中至少一個工件由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金組成，且所述工件各具有至少一個粘合區(qū)域。
背景技術(shù)：
除貴金屬外，大部分金屬和金屬合金都具有水合氧化物和/或氫氧化物層。具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金廣泛應(yīng)用于工業(yè)尤其是工業(yè)制造業(yè)中。
目前，這些材料必須通過傳統(tǒng)的連接方法如鉚接、焊接或螺栓連接來連接。然而，人們發(fā)現(xiàn)這些傳統(tǒng)的連接方法有許多缺點。例如，當(dāng)這種組件(assembly)承載負荷時，在接合位置(join site)存在非常高的應(yīng)力峰。此外，這種傳統(tǒng)的組件通常不密封，并且當(dāng)連接不同材料時，經(jīng)常存在接觸腐蝕。最后，特別是非鐵金屬材料，且尤其是鋁不適合與其他材料焊接。
使用粘合劑通過粘合方式連接材料的方法類似于已知的連接方法。此處的粘合劑為通過表面附著(附著力)和內(nèi)力(內(nèi)聚力)將一個工件與另一個工件連接的非金屬材料。
與其他連接方法例如鉚接、焊接或螺栓連接相比，粘接具有許多優(yōu)點。例如，在整個粘合區(qū)域上可獲得均勻的應(yīng)力分布，這對靜力強度和動力強度(static and dynamic strength)都很有利。而且對表面和微觀結(jié)構(gòu)沒有損害。另外，粘合劑可起到密封功能。由于使用粘合劑能夠減少相當(dāng)多的重量，因此尤其在輕量結(jié)構(gòu)情況下能顯示進一步的優(yōu)點。重要的是，使用粘合劑即使將不同的材料互相連接在一起也是可能的。粘接通常是在面上進行，特別是在整個面上進行。
然而，對于材料粘接的耐久性和承載，將粘合區(qū)域預(yù)處理使粘合劑能夠與粘合區(qū)域穩(wěn)固連接是很重要的。這種情況下，在具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金的情況下，在環(huán)境空氣中形成的水合氧化物和/或氫氧化物層會引起特別的問題。這些自然形成的層以不規(guī)則且未精確限定的過程產(chǎn)生，并含有氧化物、氫氧化物，且有時還有羥基氧化物，通常以混合物形式存在。
由于形成的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不同，以這種方式自然形成的表面具有易存留水的孔。至少在最上面會發(fā)生水合作用。這種表面層對材料表面的附著力和粘合力很差，在負載情況下，在這種氧化物和/或氫氧化物層內(nèi)會導(dǎo)致不可預(yù)料的脫附現(xiàn)象或開裂。此外，在粘接情況下，表面結(jié)構(gòu)和水合作用導(dǎo)致公知的“弱邊界層”，從而導(dǎo)致這些工件之間的粘接過早失敗。
粘合區(qū)域還必須保持無腐蝕，這樣在粘合劑和粘合區(qū)域之間的粘接才不會被金屬或金屬合金與來自環(huán)境中的濕氣之間的反應(yīng)所削弱，且在長期負載下不會破壞。
這些表面的另一個問題是，即使將傳統(tǒng)的處理方法用于涂覆確定的氧化物層，例如使用鋁陽極氧化(Eloxal)(電氧化鋁)的情況，由于表面能低，也很難徹底實現(xiàn)用粘合劑潤濕氧化物層。結(jié)果粘合區(qū)域不能與另一個粘合區(qū)域充分連接。

發(fā)明內(nèi)容
因此，基于本發(fā)明的技術(shù)問題是改進由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的粘接。
根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)，通過具有權(quán)利要求1所述特征的由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金所制成工件的粘合區(qū)域的處理方法解決上述技術(shù)問題。
本發(fā)明的處理由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金所制成工件的粘合區(qū)域的方法的特征在于下述步驟—清潔粘合區(qū)域—活化所述粘合區(qū)域—用增粘劑涂覆至少部分所述粘合區(qū)域，和—后處理所述增粘劑。


圖1示出了用于產(chǎn)生等離子流的等離子體噴嘴。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金具體包括金屬鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錫、鎂、鋁和它們與另一種的合金或者它們與其它合金成分如硅或碳的合金。在這些合金中，特別優(yōu)選各種鋼和鋁合金。特別優(yōu)選非鐵金屬材料，如鋁、鎂或鈦材料。具有水合氧化物和/或氫氧化物層的優(yōu)選的材料為鋁。最后，諸如硅和硅氧化物(玻璃)的材料也可以具有氧化物和/或氫氧化物層，因此同樣落入本發(fā)明的申請范圍。
下面將鋁作為材料來描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不限于鋁材料。一般地，本發(fā)明涉及具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金。
鋁材料為具有各種可能用途的材料，正獲得日益增長的扇形份額，例如車輛制造。除了車輛制造，使用鋁材料的其他領(lǐng)域包括例如航空器的構(gòu)造、用于建筑構(gòu)件的制造，特別是用于飾面部件(facing component)或窗框或者用于家具或家居用品的制造。鋁材料比其他金屬的消耗份額增長的原因在于重量輕。
生產(chǎn)各種滿足隨后使用要求的鋁材料。在車輛構(gòu)造中，鋁材料尤其由鋁板、擠壓鋁型材(extruded aluminum profile)或壓鑄鋁合金組成。車輛構(gòu)造中優(yōu)選的一種合金由鋁-鎂-硅化合物(AlMgSi)組成。加工后，這種化合物通過涂覆方法特別是通過浸蝕鈍化后的陰極電沉積涂覆法涂覆，并受到長期保護以免受環(huán)境影響。
在其他應(yīng)用領(lǐng)域，鋁材料沒有進一步的涂覆而曝露在環(huán)境影響中。在這種情況下，通過電解氧化方式在控制的過程中對鋁材料提供了保護性氧化物層。這種材料也因鋁表面陽極氧化(Eloxal)(電氧化鋁)而公知。
在使用增粘劑之前，對粘合區(qū)域進行預(yù)處理，即清潔和活化。結(jié)果，粘合區(qū)域處于很大的確定條件。這種情況下的目標(biāo)是粘合區(qū)域的表面應(yīng)當(dāng)主要并優(yōu)選幾乎完全沒有未限定結(jié)構(gòu)的表面層。
粘合區(qū)域的清潔和活化可以通過等離子體處理方式或研磨機械處理方式一步完成。在等離子體處理的情況下，保留金屬或金屬合金的氧化層，尤其是鋁氧化物層，然而研磨技術(shù)很大程度上除去了所述層。清潔和活化也可以在兩個連續(xù)步驟中進行。
然后將增粘劑涂覆到含或不含其氧化物層的清潔和活化后的粘合區(qū)域，之后在包括能量影響的后處理中進行化學(xué)轉(zhuǎn)化。隨后如果將粘合劑涂覆于增粘劑上，則可產(chǎn)生有效的粘合性能和持久的粘接。
工件粘合區(qū)域的上述預(yù)處理即清潔和活化產(chǎn)生了提供粘合層有效粘合性能基礎(chǔ)的表面條件。因此，為了防止表面重新失活，直接、隨后或在盡可能短的時間內(nèi)進行預(yù)處理工件的粘合是有利的。
清潔為了提高具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金表面的粘合程度，改變氧化物和/或氫氧化物層的表面條件和污染程度是有利的。有許多機械的、化學(xué)的和物理的方法可實現(xiàn)上述目的，這些方法將在下面進行描述。
清潔能夠?qū)⒈砻嫖廴镜恼澈蠀^(qū)域清洗干凈。這些污染物主要是碳氫化合物如油脂和油。粘合區(qū)域的預(yù)處理可以具有將表面上的氧化物和/或氫氧化物層至少部分除去或者轉(zhuǎn)化成與表面牢固連接的持久條件的效果，所述表面上的氧化物和/或氫氧化物層在生產(chǎn)工件后即已產(chǎn)生。
供給預(yù)處理的能量優(yōu)選依靠使用高頻高壓，由等離子體源或等離子體噴嘴(plasma nozzle)產(chǎn)生，等離子噴射產(chǎn)生于依靠位于噴管中兩個電極之間的非熱釋放的工作氣體。工作氣體優(yōu)選在大氣壓下，等離子體也指大氣等離子體。然而，所述方法并不限于使用大氣等離子體。
等離子體噴射從位于噴嘴開口區(qū)域的兩個電極之一的噴嘴開口噴出。在等離子體噴嘴外，在調(diào)整至合適的流速下，非熱等離子流優(yōu)選不具有電子流，即放電的放電通道，這樣將高能量且低溫度的等離子流引到增粘劑上。等離子流的特征也在于涉及高電子溫度和低離子溫度。根據(jù)EP 0761415A1和EP1335641A對現(xiàn)有技術(shù)的陳述，這種等離子體源本身已為人們所公知。
優(yōu)選通過含氧工作氣體的大氣放電產(chǎn)生等離子流。這樣可以提高等離子流的反應(yīng)性。優(yōu)選使用空氣作為工作氣體。使用已知作為合成氣(forminggas)的含有氫氣和氮氣的混合物作為工作氣體同樣是可能的。
特別是使用高頻高壓發(fā)生非熱等離子體放電，一系列放電產(chǎn)生于等離子體噴嘴的兩個電極之間，且將工作氣體激發(fā)成由等離子體噴嘴發(fā)射的等離子體。放電的高頻連續(xù)性事實上保證了在放電腔中沒有熱平衡。因此，即使長時間操作也可能保持電子溫度和離子溫度之間的不均衡。
當(dāng)目的在于獲得幾乎無油脂的表面時，大氣等離子體處理特別適合用于清潔。當(dāng)然，等離子體處理的效力取決于所選擇的生產(chǎn)氣體(process gas)、輸出量、處理持續(xù)時間和設(shè)備的設(shè)計(plant design)，并可根據(jù)需要進行在線調(diào)整。
上述方法不適合除去不能轉(zhuǎn)變成氣體產(chǎn)物的顆粒污染物如金屬削屑或薄片和鹽或指紋形式的無機污染物。此外，在污染層非常厚即由潤滑油(抗腐蝕油和切削油/壓型油)或干潤滑劑引起的約4克/平方米以上的量污染的情況下，這種方法也不適合。由于除去污染層可以反復(fù)進行，因此盡管會出現(xiàn)經(jīng)濟問題，但仍可能除去更厚的層。所以，在這些污染情況下，可能還要使用預(yù)處理方法，或者選用等離子流預(yù)處理或者增加等離子流預(yù)處理。
除了通過大氣等離子流預(yù)處理粘合區(qū)域，也可能通過機械的、化學(xué)的和/或電化學(xué)的方法或者通過波束法(beam method)(激光、紫外光、電子束)預(yù)處理粘合區(qū)域。雖然該預(yù)處理的徹底性不及于使用等離子體預(yù)處理的情況，但這些方法也同樣可以使用。
因此，作為本發(fā)明方法部分的清潔并不限于優(yōu)選應(yīng)用的等離子體處理。預(yù)處理的其它例子如下—通過使用溶劑清洗粘合區(qū)域的清潔；—通過粗砂打磨(coarse sanding)、細砂打磨(fine sanding)、刷洗(brushing)、噴砂(sandblasting)或噴二氧化碳(CO2blasting)的機械預(yù)處理；—通過用酸或堿溶液浸蝕的化學(xué)預(yù)處理；—通過火焰處理的熱處理方法；—通過磷化、染色處理、脫漆或褪漆的電化學(xué)預(yù)處理；—通過大氣等離子體、電暈放電、紫外光處理、激光或者大氣壓或低壓等離子體的物理預(yù)處理。
在噴砂和噴二氧化碳的情況下，將由固態(tài)粒子組成的爆炸劑(blastingagent)高速對準到待處理的表面上。粒子沖擊的結(jié)果是，表面上的表面材料尤其是氧化鋁層發(fā)生變形、壓緊(compacted)、壓縮和/或除去。結(jié)果獲得具有特有外觀的粗糙鋁材料表面。與大部分化學(xué)表面處理方法相反，噴射(blasting)對環(huán)境相對友好，而且如果可以避免粉塵污染的話，還能降低工作環(huán)境的安全風(fēng)險。
在低壓等離子體方法的情況下，將待處理的部件(component)引入到起初排空的容器中，并將許多優(yōu)選為氧氣和惰性氣體的生產(chǎn)氣體在10-500帕(高真空)內(nèi)壓下進行離子化。粘合強度的提高取決于等離子氣體和處理持續(xù)時間。
事實已經(jīng)表明，等離子體預(yù)處理和等離子體清潔與可選擇的方法相比具有優(yōu)點。在本文中最重要的優(yōu)點如下—脫脂程度高—無需干燥—適合于所有材料—對環(huán)境友好—低操作成本—過程易控制—表面能發(fā)生變化—高粘合強度—粘合耐老化—可用于涂覆操作的情況—非常長的儲存能力—快速融入到制造過程的可能性活化根據(jù)本發(fā)明，為了使使用增粘劑的粘合區(qū)域獲得改進的潤濕性和反應(yīng)性，使用大氣等離子流活化粘合區(qū)域。在本文中，當(dāng)然優(yōu)選通過應(yīng)用等離子流在一個工作步驟中實施表面預(yù)處理和活化。在所列出的可選擇的制備方法的情況下，通過等離子流的活化步驟位于適當(dāng)?shù)牟襟E之后。
通過等離子流活化另具有氧化物和/或氫氧化物層的粘合區(qū)域，致使工件表面上的氧化物和/或氫氧化物發(fā)生變化。一般地，這種氧化物和/或氫氧化物層在活化前為水合形式，特別是位于淺表面上。當(dāng)金屬或金屬合金的氧化物和/或氫氧化物層已經(jīng)在環(huán)境空氣中以未受控制的方式形成時，尤其如此。
在通過等離子流供應(yīng)能量的期間，氧化物和/或氫氧化物層脫水，導(dǎo)致向氧化物層的轉(zhuǎn)變，且在適當(dāng)時導(dǎo)致氧化物晶體結(jié)構(gòu)的改變。換句話說，存在于氧化物和/或氫氧化物層中的水和/或OH基團被除去。等離子體活化的使用特別適合于此目的。
結(jié)果，目前相對柔軟的表面(水合氧化物和/或氫氧化物層)變得堅固并且固化。
由于控制活化的基本因素是很高的能量供給，因此氧化和非氧化的工作氣體均可用于等離子體的發(fā)生。金屬或金屬合金表面尤其是鋁材料表面的活化也不依賴于在等離子體處理過程中放電通道(電子流)是否躍過該表面。決定性因素是高能量密度向表面的傳遞。
如此改變的氧化物表面具有化學(xué)活性，因此大大簡化了增粘劑的附著。
還出乎意外地發(fā)現(xiàn)，在使用等離子流活化的過程中，金屬和/或金屬合金的水合氧化物和/或氫氧化物層以固體形式固化，且能夠可靠地結(jié)合，特別是不需形成弱邊界層。
在上述研磨方法情況下，特別是在噴二氧化碳的情況下，可獲得另一種表面活化。使用研磨方法，水合氧化物和/或氫氧化物層幾乎徹底除去，由此暴露金屬表面。這種金屬表面本身具有化學(xué)活性，由此優(yōu)選活化后很短的時間，將增粘劑涂敷于材料的自由面(free surface)。接著，在后處理過程中，在增粘劑和金屬表面或金屬合金表面之間產(chǎn)生直接連接。取決于材料，在金屬自由表面暴露后立即形成未水化的受控制的氧化物層。
增粘劑增粘劑的作用是使金屬表面或金屬合金表面和粘合劑之間產(chǎn)生有效粘合作用。因此，在大多數(shù)情況下，增粘劑由也用于隨后的粘接的粘合劑基本原料的稀釋溶液組成。
增粘劑一般通過輥壓、噴霧或浸漬法涂敷于工件，并在低于粘合劑最終需要的固化溫度下閃干(flash off)。在一般為幾分鐘的閃干時間內(nèi)，優(yōu)選存在于增粘劑中的溶劑大量揮發(fā)，并在環(huán)境濕度的影響下，可能至少部分發(fā)生增粘劑物質(zhì)自身之間和增粘劑物質(zhì)與粘結(jié)表面之間的交聯(lián)反應(yīng)。這個步驟確保增粘劑物質(zhì)非常均勻地分布于用增粘劑處理過的粘合區(qū)域上，由此，在隨后進行的后處理之后，可確保對金屬表面或金屬合金表面以及對隨后涂敷的粘合劑的有效粘結(jié)。
優(yōu)選粘合區(qū)域涂覆有至少部分含有硅烷的增粘劑。
尤其使用增粘劑，該增粘劑含有選自包括有機硅化合物、有機鈦化合物和有機鋯化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)的組合物、或者由選自包括這些化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)構(gòu)成。這些化合物的出現(xiàn)具有特別的優(yōu)點。然而，本發(fā)明并不限于這些化合物。
增粘劑組合物也可以含有至少一種有機硅化合物與至少一種有機鈦化合物和/或與至少一種有機鋯化合物的混合物，還可以含有至少一種有機鈦化合物與至少一種有機鋯化合物的混合物。優(yōu)選增粘劑組合物含有至少一種有機硅化合物與至少一種有機鈦化合物的混合物。
優(yōu)選增粘劑含有溶劑，特別是易蒸發(fā)的溶劑。因此，增粘劑可能一方面易于均勻地涂敷，另一方面能夠在涂敷增粘劑后的很短時間內(nèi)進行后處理。后處理增粘劑的后處理優(yōu)選通過等離子體來完成，且在適當(dāng)?shù)那闆r下再加上熱處理來完成。
在等離子體后處理過程中，來自等離子流的能量被傳遞到增粘劑材料。在這種情況下，當(dāng)?shù)入x子體沖擊增粘劑表面時，顯示高電子激發(fā)作用的等離子體氣體的能量至少部分傳遞到增粘劑。
優(yōu)選在大氣壓下，通過使用高頻高壓、通過位于噴嘴管內(nèi)的兩個電極之間的非熱放電、使用等離子流產(chǎn)生于工作氣體的等離子體源或等離子體噴嘴優(yōu)選進行增粘劑的后處理。在這點上，參見上面已經(jīng)描述的等離子體源的操作模式。
由于高電子溫度，沒有對材料強烈加熱，就有高能量傳遞到增粘劑。造成這種情況的因素還是低離子溫度。電子激發(fā)作用的化學(xué)能可以直接轉(zhuǎn)化成增粘劑材料的反應(yīng)。通過這種方式可實現(xiàn)增粘劑與粘合區(qū)域之間的反應(yīng)，該粘合區(qū)域露出暴露的金屬表面或者優(yōu)選金屬或金屬合金的氧化物層。這是隨后粘接的強烈結(jié)合的先決條件。
因此，優(yōu)選情況下，用大氣等離子流對粘合區(qū)域進行后處理，所用的等離子流優(yōu)選與粘合區(qū)域預(yù)處理的相同。因此，原則上可能將相同的等離子體噴嘴用于預(yù)處理和后處理。
此外，為了完成固化反應(yīng)，增粘劑不僅可以受到等離子體后處理，還可以受到加熱處理。對于加熱后處理，將增粘劑在至少140℃、優(yōu)選至少150℃、特別是至少170℃下加熱至少5分鐘，優(yōu)選至少10分鐘。
通過等離子流供應(yīng)能量、且在適當(dāng)情況下通過熱供應(yīng)的結(jié)果，在增粘劑中誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，且所述化學(xué)反應(yīng)為化學(xué)轉(zhuǎn)變。由于通過表面分析方法如ESCA不能以可測量的量檢測到無論增粘劑的有機基團的任何成分，因此，例如，假設(shè)后處理大大分解了增粘劑物質(zhì)，并假設(shè)其半金屬或金屬原子特別是硅和/或鈦和/或鋯與金屬自由表面相互作用或與金屬或金屬合金的氧化物表面相互作用。在這種情況下，假設(shè)形成任選合金的包接物(inclusioncompounds)。
這種作為后處理部分的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致表面的化學(xué)改變。反應(yīng)結(jié)束后，不可能檢測到分離層。因此，作為后處理部分的化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，與在水分影響下通過增粘劑物質(zhì)的水解和交聯(lián)發(fā)生的、形成具有有機成分的另一種增粘劑膜成對比，在粘合區(qū)域上沒有沉積層；相反，材料的金屬或金屬氧化表面發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)變。
至少對于優(yōu)選材料鋁，可以設(shè)想活化的氧化鋁層具有六角形蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中硅、鈦或鋯原子通過增粘劑的處理而嵌入該蜂窩狀結(jié)構(gòu)中。所得的結(jié)構(gòu)為納米級結(jié)構(gòu)。
最后，提到在某種環(huán)境下，增粘劑也可以通過單獨加熱處理進行后處理。
粘接根據(jù)本發(fā)明，以上顯示的技術(shù)問題也可通過粘接兩個工件的方法來解決，其中至少一個工件是由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成，并且兩個工件各具有至少一個粘合區(qū)域。為了粘接，通過本發(fā)明用于處理粘合區(qū)域的方法將具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的至少一個工件的粘合區(qū)域處理并制成。隨后將粘合劑涂敷于至少一個粘合區(qū)域，并使該工件與另一個工件在它們的粘合區(qū)域接觸。最后將粘合劑固化。
因此，根據(jù)本發(fā)明可能獲得兩個工件之間穩(wěn)定且持久的粘接，其中一個工件由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金組成。第二個工件可以由與第一個工件相同的金屬或金屬合金構(gòu)成，或者由另一種具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成，或者由其它材料如塑料或天然物質(zhì)構(gòu)成。在各種情況下，粘合區(qū)域的預(yù)處理使通過對金屬或金屬合金的粘合獲得有效的粘合。
有很大選擇的粘合劑適合于由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金組成的粘接工件?？梢允褂脝谓M分和多組分粘合劑。
單組分粘合劑具有很大的優(yōu)點，即不必混合并因此可以排除由混合比例不正確或混合不充分引起的錯誤。
一方面使用的是通過物理作用產(chǎn)生粘合的單組分粘合劑。例如，這些粘合劑為含有非反應(yīng)性聚合物的溶劑基粘合劑，它們以溶液或分散體形式存在，且通過干燥固化，例如丙烯酸樹脂分散體粘合劑。原則上可能使用這些粘合劑，但它們僅適合于僅需要低作用力傳遞和大面積涂敷時的粘合。相反，對于結(jié)構(gòu)的粘合，這種粘合劑則不適合。
同樣的，基于強度的物理展開的粘合劑為非反應(yīng)性熱熔粘合劑。在這種情況下，將熱塑性聚合物熔融、將熱的熱塑性聚合物涂敷于被粘物的表面并立即接合。冷卻至室溫后，熔融的聚合物固化并由此將被粘物與另一個被粘物粘合。作為這種粘合劑的基礎(chǔ)，可利用大范圍的熱塑性聚合物，使熱熔粘合劑的熔融溫度、機械性能和粘合性在大范圍內(nèi)變化。這些非反應(yīng)性熱熔粘合劑的缺點是熔融是個可逆過程，且結(jié)果導(dǎo)致粘接可能再次分開，因此存在將粘合劑在高溫下液化(liquefication)的危險。
此外，適合使用反應(yīng)性單組分粘合劑。一方面這些反應(yīng)性單組分粘合劑為通過使用能量源交聯(lián)的體系。能量源可以組成粒子或電磁輻射，如紫外線、可見光、紅外線、微波、電子或離子輻射、或加熱。通過舉例方式，討論中的粘合劑為單組分丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂或聚氨酯樹脂。
用于本文的典型粘合劑為，在輻射或加熱作用下，含有反應(yīng)或釋放與粘合劑的反應(yīng)性組分反應(yīng)或者引發(fā)或催化該反應(yīng)性組分聚合反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)。
這種粘合劑的例子為具有諸如羧酸、酸酐、雙氰胺(dicy)、與路易斯酸如硼化合物或硼酸的胺加成產(chǎn)物、或者胺-金屬復(fù)合物成分的熱固性環(huán)氧樹脂粘合劑或聚氨酯粘合劑。
另外適合使用的是含有與空氣中的成分特別是空氣的濕氣反應(yīng)的物質(zhì)的單組分粘合劑。該反應(yīng)即使在室溫下也發(fā)生。這些單組分粘合劑尤其是含有多異氰酸酯的聚氨酯粘合劑，特別是以含有異氰酸酯基、與空氣的濕氣反應(yīng)并固化的聚氨酯預(yù)聚體的形式。
這些粘合劑的特別的小類為反應(yīng)性熱熔粘合劑，尤其是反應(yīng)性聚氨酯熱熔粘合劑，這種粘合劑或者含有含異氰酸酯基預(yù)聚體與熱塑性塑料的組合，或者含有反應(yīng)性熱塑性塑料。由于考慮到通過異氰酸酯基的交聯(lián)不顯示任何可逆熔融現(xiàn)象，因此優(yōu)選這種熱熔粘合劑超過非反應(yīng)性熱熔粘合劑。
另一類濕氣固化單組分粘合劑包括含有硅烷基團作為反應(yīng)性化合物的聚合物。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的這種粘合劑有硅粘合劑、MS聚合物粘合劑或硅烷封端的聚氨酯粘合劑。
另外要提及的作為濕氣固化的單組分粘合劑例如公眾所熟知的術(shù)語“超強力膠水(superglue)”的氰基丙烯酸酯粘合劑。
雙組分粘合劑具有很大的優(yōu)點，例如通過使用不同的固化組分，很容易地將這種粘合劑的性質(zhì)用于滿足粘合應(yīng)用的需要，以及通過這種方式可以獲得非常快速、非常剛性或極富彈性的粘接。
原則上合適的雙組分粘合劑包括所有通過加成聚合反應(yīng)或通過自由基聚合物反應(yīng)發(fā)生交聯(lián)的已知粘合劑。在這種情況下，將互相反應(yīng)的組分分別儲存并在使用時或者使用前立即混合。
在加成聚合反應(yīng)的情況下，兩種化合物與另一種反應(yīng)，這兩種化合物與另一種分開儲存，且是各成分的基本組分。所述兩種化合物一般指樹脂，另一種作為硬化劑。
粘合劑一般根據(jù)它們的樹脂成分分類。
環(huán)氧樹脂粘合劑包括具有環(huán)氧乙烷(oxirane)基團、通常以縮水甘油醚形式存在的化合物。極大部分環(huán)氧樹脂粘合劑包括作為基本成分的縮水甘油醚雙酚，特別是雙酚A和/或雙酚F。用于雙組分環(huán)氧樹脂粘合劑的硬化劑尤其是聚胺和/或聚硫醇。優(yōu)選聚胺。
雙組分聚氨酯粘合劑包括聚異氰酸酯，特別是以含有異氰酸酯基團預(yù)聚體形式的聚異氰酸酯。使用的硬化劑為聚胺和/或多元醇和/或聚硫醇。這種雙組分粘合劑一般比雙組分環(huán)氧樹脂粘合劑的反應(yīng)明顯更快。
通過自由基聚合反應(yīng)交聯(lián)的粘合劑是另一類重要的合適的雙組分粘合劑。在這種情況下，一個組分通過摻和釋放自由基的引發(fā)劑進行交聯(lián)。形成部分第一組分的待交聯(lián)化合物通常為含有雙鍵的化合物。這種化合物的例子尤其是苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。特別適合的是丙烯酸和/或甲基丙烯酸以及它們的酯。至于構(gòu)成第二組分或第二組分成分的自由基引發(fā)劑，通常使用過氧化物，尤其是有機過氧化物。最重要的引發(fā)劑之一是過氧化苯甲酰。
這些粘合劑具有快速交聯(lián)和對混合錯誤較低敏感度的優(yōu)點。
對于本發(fā)明，優(yōu)選單組分熱固性環(huán)氧樹脂粘合劑，特別是具有增強的沖擊強度例如EP 1359202A1公開的單組分熱固性環(huán)氧樹脂粘合劑。這些粘合劑優(yōu)選用作汽車結(jié)構(gòu)中的主體粘合劑。
另外優(yōu)選可購自Sika Schweiz AG由Sikaflex生產(chǎn)線生產(chǎn)的單組分聚氨酯粘合劑。這些粘合劑特別用于室溫下的粘接。
特別優(yōu)選的雙組分粘合劑為可購自Sika Schweiz AG分別由SikaPower和SikaFast生產(chǎn)線生產(chǎn)的雙組分聚氨酯粘合劑和(甲基)丙烯酸酯粘合劑。
這些粘合劑優(yōu)選用于需要高循環(huán)時間和/或快速提高強度的應(yīng)用中。
特別是在汽車結(jié)構(gòu)中，粘合劑固化后用陰極電沉積涂料涂覆粘合的工件是有利的。這使得各個部件已經(jīng)粘合后的待制造車體的部件能夠被均勻地涂覆，并且?guī)缀鯖]有明顯的接縫。。
由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的所述粘接方法的一個優(yōu)點是預(yù)處理、增粘劑的涂敷以及工件的粘合產(chǎn)生防腐蝕的表面。
另一個優(yōu)點是，特別是在使用等離子體技術(shù)的情況下，增粘劑的預(yù)處理、涂敷和后處理以及粘合的操作時間短。短的操作時間一方面通過使用等離子流的快速預(yù)處理和后處理獲得，另一方面通過增粘劑較短的暴露時間獲得。
此外，處理區(qū)域與陰極電泳漆(cathodic electrocoats)相容。這些區(qū)域因此適合用于進一步的涂覆操作中。
陰極電沉積涂覆在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式中，通過陰極電沉積涂覆或電泳涂漆操作的方式涂覆粘合區(qū)域。特別是關(guān)于將本發(fā)明應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)中，這種能力是很重要的。原因在于由上述金屬或金屬合金制成的粘合的工件一般也是粘合前和/或粘合后受到涂覆操作的主體部分。為此目的，主要使用前述陰極電沉積涂覆。
為此目的，工件進行包括下述步驟的通過整個預(yù)處理操作、還有電泳涂漆中運轉(zhuǎn)開始先進行預(yù)處理。
—脫脂(在+60℃下浸泡)
—清洗(用生產(chǎn)用水浸泡)—活化(浸泡)—磷化(在+45℃下浸泡)—清洗(用生產(chǎn)用水浸泡)—鈍化(浸泡)—清洗(在去離子水(DI)中浸泡)上述過程之后進行真正的涂覆操作電沉積涂覆。電沉積涂覆是使用電化學(xué)方法沉積耐腐蝕涂料的涂覆方法。為此目的，電沉積涂覆系統(tǒng)將直流電壓(direct voltage)施用于工件，所述工件懸浮在含有相反帶電的涂料粒子的涂料浴中。因此涂料粒子被工件吸附并沉積在工件上，在工件的整個表面上形成均一的膜。通過這種方式可以將包括隱藏區(qū)域的每一個間隙和角落涂覆，直至降低了存在的吸附以及陰極電沉積涂覆操作結(jié)束。陰極電沉積涂覆操作結(jié)束后，工件經(jīng)過用全去離子水操作的清洗區(qū)域。離開清洗區(qū)域后，涂覆件進入烘箱。在烘箱中，涂覆膜進行交聯(lián)和固化，以在涂料部分獲得最大的電阻性能(resistance properties)。
因此希望涂覆有增粘劑的粘合區(qū)域也可以用常規(guī)方法進行涂覆。在本文中重要的是，不僅粘合的粘合區(qū)域即粘合劑本身可電沉積涂覆，而且具有增粘劑的粘合區(qū)域也具有這種性能。這是因為涂覆有粘合劑的區(qū)域一般不覆蓋增粘劑的整個區(qū)域，相反，超出粘合劑的部分存在即使粘接之后外部區(qū)域也被增粘劑覆蓋的地方。這些地方也應(yīng)該盡可能可電沉積涂覆，其后陰極電泳漆到達粘合劑層，并因此本身具有防腐蝕性。在粘合位置的區(qū)域，粘合劑起被動腐蝕控制(passive corrosion control)的作用，且為此目的，粘合劑對盡可能整個區(qū)域表面的有效粘合是很必要的。被動腐蝕控制表示粘合劑對引起腐蝕的物質(zhì)具有屏蔽作用，但本身并不積極地預(yù)防腐蝕。理想地，粘合劑的粘合質(zhì)量與通過陰極電泳涂漆沉積的漆膜一樣好，或者優(yōu)選更好。
在電沉積涂覆過程中，至少涂敷兩個涂層，涂層厚度差相對于最終的涂層小于25％。這樣可獲得均勻且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。
上述技術(shù)問題也可以根據(jù)本發(fā)明通過具有粘合區(qū)域且至少該粘合區(qū)域由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成的工件來解決。根據(jù)本發(fā)明，粘合區(qū)域已通過權(quán)利要求15-23中任意一項所述的方法進行粘合。
特別是工件為車身尤其是汽車車身。也優(yōu)選工件為車輛特別是汽車的工件。
示例性實施方式的具體描述下面詳細闡明適合于實施本發(fā)明方法的等離子體源的示例性實施方式以及用于本發(fā)明的增粘劑的化學(xué)組成。為此目的參照附圖進行描述。在單獨的附圖中，圖1以圖形示出了用于產(chǎn)生等離子流的等離子體噴嘴。
等離子體源圖1所示的等離子體噴嘴具有至出口14呈圓錐形逐漸變細的金屬噴嘴管12。相對于出口14的末端，噴嘴管12具有用于工作氣體如壓縮空氣的入口16。噴嘴管12的中間壁18具有沿外圍方向斜向制成的環(huán)形孔20，如此形成用于工作氣體的渦旋裝置。下游即噴嘴管的圓錐形逐漸變細部分因此由以漩渦22形式的工作氣體流過，漩渦22的中心沿噴嘴管的縱軸延伸。
設(shè)置在中間壁18下端中央位置的是同軸突入噴嘴管錐形部分的電極24。電極24由旋轉(zhuǎn)對稱針形成并通過絕緣體26與中間壁18和噴嘴管的其它部分保持電絕緣，所述旋轉(zhuǎn)對稱針在尖端制成曲線形，并由例如銅制成。通過絕緣柄28將由高頻變壓器30產(chǎn)生的高頻交流電壓施用于電極24。電壓為變化可調(diào)的，例如可達500伏或更高，優(yōu)選2-5千伏，尤其是高于5千伏。頻率例如在1-30千赫數(shù)量級范圍內(nèi)，優(yōu)選在20千赫的區(qū)域內(nèi)，并優(yōu)選同樣可調(diào)。柄28通過柔性高壓電纜32與高頻變壓器30連接。入口16通過軟管(未示出)與具有可變生產(chǎn)能力(throughput)的壓縮空氣源連通，所述壓縮空氣源優(yōu)選與高頻發(fā)生器30結(jié)合以形成供應(yīng)單元。通過這種方式，等離子體噴嘴10可以通過手或機器人的臂輕易移動。噴嘴管12和中間壁18是接地的。施用電壓的結(jié)果使電極24和噴嘴管12之間以電弧放電形式產(chǎn)生高頻放電。然而，由于工作氣體的渦流，在漩渦中心，該光弧在噴嘴管12的軸上形成通道，因而僅在出口14的位置向噴嘴管12的壁分支。在漩渦中心的位置并因此在光弧34附近以高速率旋轉(zhuǎn)的工作氣體與光弧密切接觸，并因此部分轉(zhuǎn)化成等離子體狀態(tài)，結(jié)果大致以蠟燭火焰形式的較冷的大氣等離子流36從等離子體噴嘴10的出口14射出。
描述的實施方式顯示了等離子體源一系列不同實施方式中的一個例子。因此描述的示例性實施方式不應(yīng)被理解為對本發(fā)明主題保護范圍的限制。
增粘劑用于所述方法的增粘劑含有選自包括有機硅化合物、有機鈦化合物和有機鋯化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)的組合物、或者由選自包括這些化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)構(gòu)成。這些化合物的出現(xiàn)具有特別的優(yōu)點。然而，本發(fā)明并不限于這些化合物。
基本合適的有機硅化合物是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用作增粘劑的有機硅化合物。有機硅化合物優(yōu)選具有至少一個在水作用下進行水解并導(dǎo)致形成硅烷醇基的基團。優(yōu)選這種有機硅化合物具有至少一個特別是至少兩個通過氧-硅鍵直接與硅原子結(jié)合的烷氧基。此外，有機硅化合物具有至少一個取代基，所述取代基通過硅-碳鍵連接到硅原子上并且如果需要，具有選自包括環(huán)氧乙烷、羥基、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、巰基和乙烯基的組中的官能團。含有氨基、巰基或環(huán)氧乙烷基團的有機硅化合物也稱為“氨基硅烷(aminosilane)”、“巰基硅烷(mercaptosilane)”或“環(huán)氧硅烷”。特別是有機硅化合物為具有式(I)的化合物 此處取代基R1為具有1-20個碳原子的直鏈或支鏈、任選環(huán)狀的亞烷基，其中具有芳香部分也是合適的，且具有一個或多個雜原子特別是氮原子也是合適的。取代基R2為具有1-5個碳原子的烷基，特別是甲基或乙基。
此外，取代基R3為具有1-8個碳原子的烷基，特別是甲基，且取代基X為氫或選自包括環(huán)氧乙烷、OH、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、SH和乙烯基的組中的官能團。
最后，a為0.1-2的值。
優(yōu)選a＝0。
優(yōu)選取代基R1為亞甲基、亞丙基、甲基亞丙基、亞丁基或二甲基亞丁基，優(yōu)選R1為亞丙基。
合適的有機硅化合物很容易商購得到，且特別優(yōu)選為選自包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、雙[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]胺、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨基-2-甲基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基二甲氧基甲基硅烷、4-氨基-3-甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3，3-二甲基丁基三甲氧基硅烷、4-氨基-3，3-二甲基丁基二甲氧基甲基硅烷、2-氨基乙基三甲氧基硅烷、2-氨基乙基二甲氧基甲基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基二甲氧基甲基硅烷、氨基甲基甲氧基二甲基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、7-氨基-4-氧雜庚基二甲氧基甲基硅烷、[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]脲、1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮脲(即3-異氰酸丙酯基三甲氧基硅烷的異氰脲酸酯)、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷和十六烷基三甲氧基硅烷以及環(huán)氧硅烷與巰基硅烷或者與氨基硅烷的加成物組成的組。
優(yōu)選環(huán)氧硅烷與氨基硅烷或者與巰基硅烷的加成物為EP 1382625A1描述的反應(yīng)產(chǎn)物D的類型。
最優(yōu)選的有機硅化合物為氨基硅烷，特別是具有一元氨基的氨基硅烷，優(yōu)選3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷以及它們的混合物。
原則上合適的有機鈦化合物為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用作增粘劑的有機鈦化合物。優(yōu)選有機鈦化合物具有至少一個在水作用下進行水解并導(dǎo)致形成Ti-OH基的基團。這種有機鈦化合物優(yōu)選具有選自包括烷氧基、磺酸酯基、羧酸酯基、乙酰丙酮基的組中的至少一種官能團，或者具有它們的混合物，且所述官能團通過氧-鈦鍵直接連接到鈦原子上。
特別是已證實特別合適的烷氧基為所謂的新烷氧基取代基，特別是下式的烷氧基
特別是已證實特別合適的磺酸為芳烴被烷基取代的芳香族磺酸。優(yōu)選的磺酸是下式的基團 特別是已證實特別適合的羧酸酯基為脂肪酸的羧酸酯。癸酸酯被認為是優(yōu)選的羧酸酯。
在上述所有的式子中，虛線的鍵表示與鈦原子的連接。
有機鈦化合物可商購得到，例如可購自Kenrich Petrochemicals或DuPont。合適的有機鈦化合物的例子例如為Kenrich Petrochemicals的Ken-ReactKR TTS、KR 7、KR 9S、KR 12、KR 26S、KR 33DS、KR 38S、KR39DS、KR44、KR 134S、KR 138S、KR 158FS、KR212、KR 238S、KR 262ES、KR 138D、KR158D、KR238T、KR 238M、KR238A、KR238J、KR262A、LICA 38J、KR 55、LICA1、LICA 09、LICA12、LICA 38、LICA 44、LICA 97、LICA 99、KR OPPR、KROPP2或者DuPont的TyzorET、TPT、NPT、BTMAA、AA-75、AA-95、AA-105、TE、ETAM。Ken-ReactKR 7、KR 9S、KR 12、KR 26S、KR 38S、KR44、LICA 09、LICA 44、NZ 44和DuPont的TyzorET、TPT、NPT、BTM、AA、AA-75、AA-95、AA-105、TE、ETAM被認為是優(yōu)選的。
原則上合適的有機鋯化合物為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的用作增粘劑的所有有機鋯化合物。優(yōu)選有機鋯化合物具有至少一個在水作用下進行水解并導(dǎo)致形成Zr-OH基的基團。這種有機鋯化合物優(yōu)選具有選自包括烷氧基、磺酸酯基、羧酸酯基、磷酸酯或其混合物的組中的至少一種官能團，且所述官能團通過氧-鋯鍵直接連接到鋯原子上。
特別是已證實特別適合的烷氧基為所謂的新烷氧基取代基，特別是下式的烷氧基 特別是已證實特別適合的磺酸為其中芳烴被烷基取代的芳香族磺酸。被認為優(yōu)選的磺酸是下式的基團 特別是已證實特別適合的羧酸酯基為脂肪酸的羧酸酯。硬脂酸酯被認為是優(yōu)選的羧酸酯。
在上述所有的式子中，虛線的鍵表示與鋯原子的連接。
有機鋯化合物可商購得到，例如為購自Kenrich Petrochemicals的NZ38J、NZ TPPJ、KZ OPPR、KZ TPP、NZ 01、NZ 09、NZ 12、NZ38、NZ 44、NZ 97。優(yōu)選Ken-ReactNZ 44。
增粘劑組合物可以含有至少一種有機硅化合物與至少一種有機鈦化合物和/或至少一種有機鋯化合物的混合物。增粘劑組合物同樣還可以含有至少一種有機鈦化合物與至少一種有機鋯化合物的混合物。增粘劑組合物優(yōu)選含有至少一種有機硅化合物與至少一種有機鈦化合物的混合物。
特別優(yōu)選為兩種或兩種以上有機硅化合物的混合物或者一種有機硅化合物與有機鈦化合物的混合物。已證明特別好的有機硅化合物的混合物為式(I)的增粘劑物質(zhì)的混合物、這些取代基H中的至少一個具有X作為取代基，并且這些物質(zhì)中的至少一種具有選自包括環(huán)氧乙烷、(甲基)丙烯酰氧基、氨基、SH和乙烯基的組中的官能團作為取代基X。這些混合物優(yōu)選為至少一種烷基三烷氧基硅烷與氨基烷基三烷氧基硅烷和/或巰基烷基三烷氧基硅烷的混合物。
易蒸發(fā)的溶劑優(yōu)選為水、醇、醛或酮、烴及其混合物，所述醇特別是乙醇、異丙醇、丁醇，所述酮特別是丙酮、甲乙酮，所述烴特別是己烷、庚烷、環(huán)己烷、二甲苯、甲苯、石油溶劑。被認為特別優(yōu)選的是乙醇、甲醇、異丙醇或己烷及其混合物。以增粘劑組合物的重量為基準，典型的溶劑含量為0-99重量％，特別是50-99重量％，優(yōu)選為90-99重量％。當(dāng)需要時，增粘劑組合物還可以含有通常的添加劑，特別是流動調(diào)節(jié)劑、消泡劑、表面活性劑、生物殺滅劑、抗沉降劑、穩(wěn)定劑、抑制劑、顏料、染料或增味劑。
此外，特別是當(dāng)使用成膜的粘結(jié)劑(film-forming binder)時，如果增粘劑組合物含有填料則可以更有利。優(yōu)選的填料為碳黑、煅制二氧化硅和白堊。如果需要，可以這些填料的表面改性。
增粘劑組合物可以使用本身已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法制備，通常使用無水的方法制備。制備后，將增粘劑組合物儲存在合適的防止在儲存期間與水接觸的容器中。優(yōu)選的容器為塑料、玻璃和金屬。特別優(yōu)選鋁容器，尤其是具有密封蓋子的鋁瓶。
通過噴霧特別是作為膜，或通過布、氈子或刷的使用涂敷增粘劑組合物。如果使用布特別是紡織品，例如將紙巾(paper towel)(Tela或Kleenex)用增粘劑組合物浸泡并涂敷至待處理的表面。
權(quán)利要求
1.一種處理工件粘合區(qū)域的方法，所述粘合區(qū)域至少由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成，-其中清潔所述粘合區(qū)域，-其中活化所述粘合區(qū)域，-其中用增粘劑涂覆至少部分所述粘合區(qū)域，以及-其中通過后處理將所述增粘劑進行化學(xué)轉(zhuǎn)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用大氣等離子流清潔所述粘合區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，通過機械、化學(xué)和/或電化學(xué)方法，或者通過波束法的方式特別是通過激光、紫外光或電子束的方式清潔所述粘合區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述水合氧化物和/或氫氧化物層與工件至少部分分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，用大氣等離子流活化所述粘合區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，將所述水合氧化物和/或氫氧化物層脫水和固化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金為非鐵金屬材料，特別是鋁或鋁合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的方法，其中，使用增粘劑，該增粘劑含有選自包括有機硅化合物、有機鈦化合物和有機鋯化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)的組合物、或者由選自包括有機硅化合物、有機鈦化合物和有機鋯化合物的組中的至少一種增粘劑物質(zhì)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述增粘劑含有溶劑，特別是易蒸發(fā)的溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項所述的方法，其中，所述增粘劑含有成膜粘結(jié)劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項所述的方法，其中，所述增粘劑含有填料。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項所述的方法，其中，通過大氣等離子流的方式后處理所述增粘劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，還通過加熱處理的方式后處理所述增粘劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將所述增粘劑在至少140℃、優(yōu)選在至少155℃、特別優(yōu)選在至少170℃下熱處理至少5分鐘、優(yōu)選至少10分鐘。
15.一種粘接兩個工件的方法，至少一個工件由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成，并且所述工件各具有至少一個粘合區(qū)域，-其中對由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的至少一個工件的粘合區(qū)域用權(quán)利要求1-14中任意一項所述的方法處理，-其中將粘合劑涂覆于至少一個粘合區(qū)域，-其中將所述工件與另一個工件通過它們的粘合區(qū)域接觸，和-其中固化所述粘合劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，兩個所述工件均由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，所述具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金為非鐵金屬材料，特別是鋁或鋁合金。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任意一項所述的方法，其中，使用的所述粘合劑為單組分粘合劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，使用的所述粘合劑為環(huán)氧樹脂和/或聚氨酯。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任意一項所述的方法，其中，使用的所述粘合劑為雙組分粘合劑，尤其是環(huán)氧粘合劑和/或聚氨酯粘合劑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，使用優(yōu)選由聚胺、聚羧酸、異氰酸酯或含羥基樹脂組成的固化組分。
22.根據(jù)權(quán)利要求15-21中任意一項所述的方法，其中，所述粘合劑固化后，用陰極電沉積涂覆法涂覆粘合后的工件。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，在所述電沉積涂覆過程中，至少涂覆兩層，且其中基于最薄層，涂層厚度差小于25％。
24.一種具有粘合區(qū)域的工件，所述粘合區(qū)域至少由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構(gòu)成，其特征在于，所述粘合區(qū)域已通過權(quán)利要求15-23中任意一項所述的方法粘合。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的工件，所述工件為車身，特別是汽車車身。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的工件，所述工件為車輛特別是汽車的零件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理由鋁材料制成的工件的粘合表面的方法。所述粘合表面包括氧化鋁層。本發(fā)明的方法由下述步驟組成清潔、活化粘合表面，然后用增粘劑涂覆至少部分粘合表面，然后通過后處理的方式將所述增粘劑固化。本發(fā)明還涉及一種粘合由鋁材料制成的部件的方法。優(yōu)選使用大氣等離子體清潔、活化粘合表面和后處理粘合表面。
文檔編號C09J163/00GK101068897SQ200580028865
公開日2007年11月7日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者D·帕爾, N·布蘭克, U·哈特曼, M·斯特格 申請人:Sika技術(shù)股份公司