用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法，其中第二塑料元件通過模塑方法或成形方法中的模制而連接至第一塑料元件，所述包括以下步驟：(a)將第一塑料元件插入至模具中，其中第一塑料元件包含至少一種熱塑性塑料作為基體材料，(b)將塑料模塑組合物引入至用于模塑第二塑料元件的模具中，其中塑料模塑組合物包括至少一種具有活性基團(tuán)的熱塑性塑料或一種由至少一種熱塑性塑料和具有與第一塑料元件的熱塑性塑料的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)的材料所組成的混合物。
【專利說明】用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法
[0001]本發(fā)明基于一種用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法，其中，在第一步驟中，將第一塑料元件插入至模具中，且在第二步驟中，將用于形成第二塑料元件的塑料模塑組合物引入到模具中。
[0002]例如，當(dāng)目的是將肋條引入到由纖維增強(qiáng)聚合物制成的塑料部件上時(shí)，使用相應(yīng)的方法是為了增強(qiáng)所述塑料部件。在相應(yīng)的方法的另一用途中，為了影響表面特性，第二聚合物組合物用于例如由增強(qiáng)聚合物材料制成的母體結(jié)構(gòu)(parent structure)的模內(nèi)涂覆(in-mold coating)。
[0003]為了獲得第一塑料元件與第二塑料元件的塑料模塑組合物之間的良好連接，通常預(yù)熱第一塑料元件。在此，可在插入至模具之前或通過模具內(nèi)的額外加熱系統(tǒng)(例如，紅外線源)進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱優(yōu)選地軟化第一塑料元件且任選地導(dǎo)致表面初熔。為了避免軟化的第一塑料元件變形，通常在模具中加熱第一塑料元件。由于第一塑料元件的預(yù)熱和任選地初熔，第一塑料元件和第二塑料元件的聚合物變成焊接的，且產(chǎn)生牢固的連接。
[0004]為了獲得足夠的強(qiáng)度，特別是當(dāng)?shù)诙芰显ɡ邨l(其旨在強(qiáng)化由第一塑料元件制成的部件)時(shí)，須使第一塑料模塑物熔化到足夠的深度，以便產(chǎn)生穩(wěn)定的焊接連接。由于加熱模具中的第一塑料元件，所以部件可從模具中移除之前所需的循環(huán)時(shí)間較長，這是因?yàn)橹钡剿芰显偷诙芰显木酆衔锕袒敛考某叽绶€(wěn)定時(shí)其才能移除。為此通常冷卻模具。
[0005]通過連續(xù)長絲纖維強(qiáng)化的片狀塑料件(被稱為有機(jī)板(organopanel))周圍的材料的恪融和注入記載于，例如，Marco Wacker等人，“Schwei β en und umspritzen vonOrganoblechen，，[Welding and in-mold coating of organopanel], Ku Kunststoffe, CarHanser Verlag, Munich, Jahrgang 92(2002)，6。模內(nèi)涂覆可用于將功能元件連接到有機(jī)板上。為此，在插入模具之前預(yù)熱有機(jī)板，并然后模內(nèi)涂覆第二聚合物。然而，由于所需的周期時(shí)間和高品質(zhì)模具，這會(huì)導(dǎo)致上述缺點(diǎn)。
[0006]因而，本發(fā)明的目的是提出一種可以連接兩個(gè)塑料元件且提供塑料元件的穩(wěn)定連接并可降低生產(chǎn)循環(huán)時(shí)間的方法。
[0007]該目的通過一種用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法實(shí)現(xiàn)，其中將第二塑料元件通過模塑方法(molding process)或成形方法(forming process)中的模制(molding-on)而連接至第一塑料元件，所述方法包括以下步驟:
[0008](a)將第一塑料元件插入至模具中，其中第一塑料元件包含至少一種熱塑性塑料作為基體材料，
[0009](b)將塑料模塑組合物弓I入至用于模塑第二塑料元件的模具中，其中塑料模塑組合物包含至少一種具有活性基團(tuán)的熱塑性塑料或一種由至少一種熱塑性塑料和具有與第一塑料元件的熱塑性塑料的活性基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)的材料制成的混合物。
[0010]為了本發(fā)明的目的，“模制”不僅指在第一塑料元件部分上局部模制塑料元件，也指完全或局部封閉第一塑料元件。
[0011]模塑方法的實(shí)例為注塑法和流塑法(flow molding)，成形方法的實(shí)例為熱成形法和壓力成形法。
[0012]第一塑料元件與第二塑料元件之間的穩(wěn)定連接是通過包含在用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中的活性基團(tuán)與第一塑料元件的基體材料的熱塑性塑料的活性基團(tuán)(例如與用作基體材料的聚酰胺的氨基)的化學(xué)反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。另一優(yōu)點(diǎn)是第一塑料元件所需的初熔程度低于兩個(gè)塑料元件焊接期間的初熔程度。因此，可以在較低的加工溫度下用第一塑料元件進(jìn)行該過程。因此，例如，可以選擇較低的模具溫度?；蛘?，另一可能是在第一塑料元件插入模具前將其加熱至較小的程度。這還可減少循環(huán)時(shí)間。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一塑料元件為纖維增強(qiáng)的片狀塑料件。用于強(qiáng)化纖維增強(qiáng)的片狀塑料件的纖維可為短纖維、長纖維、連續(xù)長絲纖維。優(yōu)選用于強(qiáng)化第一塑料元件的纖維為連續(xù)長絲纖維。
[0014]如果連續(xù)長絲纖維用于第一塑料元件的強(qiáng)化，那么這些纖維可具有以抽拉環(huán)形針織物(draw-loop knit)、織造物的形式，或以單向或雙向折疊形式的相互平行的取向。另一可能是纖維以非織造物或毛氈(felt)的形式的排列。然而，優(yōu)選使用以織物片狀結(jié)構(gòu)的形式的纖維用于強(qiáng)化。在此，可使單獨(dú)的各纖維交織或使單獨(dú)的纖維束相互交織?？捎糜趶?qiáng)化的合適的纖維的實(shí)例為有機(jī)纖維、來自礦物纖維的無機(jī)纖維、以及其任何所想要的組合。合適的纖維的實(shí)例為合成纖維、碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維、礦物纖維(如玄武巖纖維)以及金屬纖維(如鋼纖維或銅纖維)，以及其任何所想要的組合。
[0015]為制備纖維增強(qiáng)第一塑料件，所述纖維(其采取織造物或針織物的形式)用作為基體材料的熱塑性塑料浸漬。所述制備過程為利用例如熔體形式的熱塑性塑料用于浸漬或包埋纖維。或者，另一可能為用用于制備熱塑性塑料的單體浸漬纖維，并然后，例如，利用加熱以引起導(dǎo)致單體聚合的反應(yīng)。用于制備片狀第一塑料元件的另一可能為粉末浸漬或用聚合物箔層壓纖維，并然后熔融并壓制聚合物箔，以制備第一塑料件。
[0016]該類平的、片狀塑料件通常也稱為有機(jī)板。
[0017]作為用于第一塑料元件的基體材料且作為用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的合適的熱塑性塑料的實(shí)例為聚烯烴(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚乙烯聚合物(例如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醚、聚乙烯內(nèi)酰胺或聚乙烯胺)、苯乙烯聚合物(例如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、(甲基)丙烯酸的聚合物(例如聚丙烯酸)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酮、聚酰亞胺、聚喹噁啉、聚喹啉、聚苯并咪唑、聚酰胺、聚醚、或聚氨酯(例如聚異氰酸酯、多元醇、聚醚多元醇、聚酯多元醇)。
[0018]特別地優(yōu)選聚酰胺作為用于第一塑料元件的基體材料。合適的聚酰胺例如由作為單體單元的內(nèi)酰胺X、二元胺Y、二羧酸或其混合物組成。
[0019]可用作用于制備聚酰胺的單體單元的內(nèi)酰胺X優(yōu)選包含6至12個(gè)環(huán)成員。合適的為例如，戊內(nèi)酰胺(vaI erο lactam)、己內(nèi)酰胺、庚內(nèi)酰胺、辛內(nèi)酰胺或十二內(nèi)酰胺。合適的除了內(nèi)酰胺外，還有由打開的內(nèi)酰胺得到的氨基酸。特別地優(yōu)選己內(nèi)酰胺作為內(nèi)酰胺。
[0020]可用作單體單元的二元胺Y的通式SH2N-R1-NH2，其中R1為1，3_或1，4_亞苯基或具有4至38個(gè)碳原子，特別是4至8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈亞烷基，其可包括亞環(huán)烷基。合適的二元胺為例如，1，4- 二氨基丁烷、1，5-戊二胺、甲基戊二胺、六亞甲基二胺、八亞甲基二胺、壬二胺、十亞甲基二胺、i^一烷二胺、十二烷二胺、1，3-亞苯基二胺、1，4-亞苯基二胺、4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷、3，3’ - 二甲基-4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷、2，2，4-三甲基六亞甲基二胺和二甲苯二胺。
[0021]合適的二羧酸Z的通式為HOOC-R2-COOH，其中R2為1，3_或1，4-亞苯基或具有4至38個(gè)碳原子，特別是4至8個(gè)碳原子的直鏈或支鏈亞烷基，其可包括亞環(huán)烷基。合適的二羧酸為例如，己二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸或萘酸酸(napthalenic acid)。尤其優(yōu)選為己二酸、十二燒二酸、對苯二酸和間苯二酸。
[0022]例如，聚酰胺可由以下組合的單體組成:Χ、Υ.Ζ、Χ/Υ.Ζ、Υ.ζ/χα/γ.Ζ/Υ.Ζ、Υ.Ζ/Υ.Z和 Y.Ζ/Υ.Ζ/Υ.Ζ。合適的聚酰胺為例如，ΡΑ6、ΡΑ12、ΡΑ4.6、ΡΑ66、ΡΑ6.10、ΡΑ6.12,ΡΑΙΟ.10、ΡΑ12.12、ΡΑ13.13、ΡΑ6.Τ、ΡΑ9.Τ、ΡΑ MXD.6、ΡΑ6/6.6、ΡΑ6/6.Τ、ΡΑ6.1/6.Τ、ΡΑ6/6.6/6.10。特別地優(yōu)選尼龍-6、尼龍-6，6、尼龍-4，6、尼龍-6，10、尼龍-6，T共聚酰胺和尼龍_6/6，6。
[0023]為了調(diào)節(jié)第一塑料元件的特性，用作基體材料的熱塑性塑料還可包含添加劑。添加劑的實(shí)例為紫外線穩(wěn)定劑、潤滑劑、成核劑、染料、增塑劑、或?qū)τ诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員而言熟知的且用于調(diào)節(jié)熱塑性塑料的特性的任何其他添加劑。
[0024]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，用作基體材料的熱塑性塑料包含O至2重量％的紫外線穩(wěn)定劑、O至I重量％的潤滑劑、以及O至I重量％的成核劑，各自基于化合物的總重量
i+o
[0025]特別優(yōu)選的是用于第一塑料元件的熱塑性塑料包含具有20mmol/kg以上的末端氨基的聚酰胺。更優(yōu)選的是末端伯氨基的數(shù)量為25mmol/kg以上?？梢栽谥苽溥^程中通過利用單體中的適當(dāng)比例的末端氨基與末端羧基調(diào)節(jié)末端伯氨基的數(shù)目。這種特定數(shù)目的末端伯氨基能提高第一塑料元件的耐熱性和/或耐水解性。
[0026]末端氨基可在指示劑的存在下借助于滴定聚酰胺溶液而測定。為此，通過加熱將聚酰胺溶解于苯酚和甲醇的混合物(例如，75重量%的苯酚和25重量％的甲醇)中。例如，使混合物在沸點(diǎn)下保持回流，直至聚合物溶解。將合適的指示劑或指示劑混合物(例如，苯甲基橙和亞甲基藍(lán)的甲醇溶液)與冷卻的溶液混合，并用含甲醇高氯酸的乙二醇溶液滴定直至發(fā)生變色。末端氨基的濃度由所用的高氯酸的量而計(jì)算得到。
[0027]用于測定末端伯氨基的其他合適方法記載于例如WO 2008/022910中。
[0028]通過將第一塑料元件插入至模具中而制備部件。例如，在此，可在第一模具中預(yù)模塑第一塑料元件(特別是如果其包含片狀塑料元件)，并將所得的預(yù)成型件(perform)插入至模具中?；蛘?，另一可能是將片狀塑料元件插入至模具中，并使其在模具中直接進(jìn)行成形過程。然而，優(yōu)選的是預(yù)模塑第一塑料元件并將預(yù)成型件插入至模具中。另一可能是在插入至模具中之前加熱第一塑料元件，或者，在模具中加熱第一塑料元件。在此，所選擇的溫度可低于當(dāng)?shù)谝凰芰显ㄟ^互熔而焊接至第二塑料元件的塑料模塑組合物上時(shí)所必需的溫度。特別地，優(yōu)選預(yù)熱第一塑料元件并將預(yù)熱的第一塑料元件插入到模具中。
[0029]模具的溫度范圍優(yōu)選為40至210°C，特別是為80°C至120°C。在插入至模具之前，第一塑料元件優(yōu)選加熱到的溫度的范圍為30°C至190°C，特別是120°C至170°C。
[0030]在插入第一塑料元件后，將塑料模塑組合物引入到用于模塑第二塑料元件的模具中。在此，可將塑料模塑組合物在規(guī)定的位置處局部模塑在第一塑料元件上，或者，用塑料組合物完全或一定程度上包圍第一塑料元件。如果完全或一定程度上包圍第一塑料元件，那么另一可能是也由第二模塑組合物形成功能元件。合適的功能元件為強(qiáng)化元件，如肋條。
[0031]功能元件(例如肋條)的形成可額外地強(qiáng)化第一塑料元件。由此所得的部件具有例如更高的強(qiáng)度和剛度。
[0032]本發(fā)明的方法不僅可改進(jìn)特性，例如，通過額外的肋條提高強(qiáng)度，還可改變表面特性，例如，由用于第二塑料元件的塑料模塑組合物制成的薄層溢出第一塑料元件。因此可例如制備出具有更好的光學(xué)特性的表面。
[0033]在本發(fā)明中，用于第二塑料元件的塑料模塑組合物包含具有活性基團(tuán)的熱塑性塑料或一種由至少一種熱塑性塑料和具有與第一塑料元件的熱塑性塑料的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)的材料制成的混合物。
[0034]特別地優(yōu)選使用聚酰胺作為用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的熱塑性塑料。
[0035]用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的混合物中所包含的熱塑性塑料可與形成第一塑料元件的基體材料的熱塑性塑料相同。然而，或者，還可使用不同的熱塑性塑料。對于塑料模塑組合物還可使用不同熱塑性塑料制成的混合物。
[0036]如果聚酰胺用作用于第一塑料元件的基體材料的熱塑性塑料，那么聚酰胺同樣用作用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的熱塑性塑料是有利的。在此，用于基體材料的聚酰胺優(yōu)選與用于第二塑料元件的塑料模制組合物的聚酰胺相同。然而，或者，還可使用不同的聚酰胺或聚酰胺混合物。例如，對于制備具有更好的光學(xué)特性的表面，特別地優(yōu)選塑料模塑組合物包含至少一定含量的具有低結(jié)晶度的聚酰胺。由此得到更平滑的表面。具有相對低結(jié)晶度的合適的聚酰胺的實(shí)例為PA 6/6.6。用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中可僅僅包含這類聚酰胺或包含與另一聚酰胺的任何所想要的混合物。
[0037]為了調(diào)節(jié)其特性，用于第二塑料元件的塑料模塑組合物可包含其他添加劑。合適的添加劑的實(shí)例為抗沖擊改性劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、紫外線穩(wěn)定劑、填料、以及用于增強(qiáng)的纖維。
[0038]所用的抗沖擊改性劑的實(shí)例為酯官能化烯烴。抗沖擊改性劑的比例范圍優(yōu)選為O至10重量％，基于化合物的總重量計(jì)。
[0039]所用的潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、以及紫外線穩(wěn)定劑可包括對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已知的任何所想要的物質(zhì)。用于制備第二塑料元件的塑料模塑組合物優(yōu)選包含O至I重量％的潤滑劑，O至4重量％熱穩(wěn)定劑，以及O至2重量％的紫外線穩(wěn)定劑，各自基于化合物的總重量計(jì)。
[0040]用于第二塑料元件的塑料模塑組合物可還額外地包含增強(qiáng)劑。合適的增強(qiáng)劑的實(shí)例為纖維，優(yōu)選短纖維或長纖維。用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中的纖維的比例范圍優(yōu)選為10至50重量％，基于全部的塑料模塑組合物計(jì)。
[0041]可使用的纖維包括有機(jī)、無機(jī)、或礦物纖維，以及其任何所想要的組合。合適的纖維的實(shí)例為玻璃纖維、碳纖維、合成纖維、芳族聚酰胺纖維、鈦酸鉀纖維、礦物纖維(例如玄武巖纖維)、金屬纖維(例如鋼纖維或銅纖維)，以及硼纖維。特別優(yōu)選使用碳纖維和玻璃纖維。非常特別地優(yōu)選使用短玻璃纖維。
[0042]如果聚酰胺用作用于第一塑料元件的基體材料，那么用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中所包含的且具有活性基團(tuán)的材料優(yōu)選為選自馬來酸酐、環(huán)氧化物、酯類、異氰酸酯、噁唑啉、噁嗪酮中的一種、所述組分中的至少兩種的混合物、或由所述組分中的一種或多種組成的聚合物或低聚物。在引入至模具的過程中，所述材料的活性基團(tuán)與第一塑料元件的聚酰胺的末端伯氨基反應(yīng)。
[0043]與聚酰胺的其他氨基或羧基的反應(yīng)也可進(jìn)行。然而，優(yōu)選使用具有與具有活性基團(tuán)的材料的活性基團(tuán)反應(yīng)的末端伯氨基的聚酰胺。
[0044]用于制備第二塑料元件的塑料模塑組合物中的具有活性基團(tuán)的材料的比例范圍優(yōu)選為O至5重量％，基于化合物的總重量計(jì)。
[0045]如果馬來酸酐用作具有活性基團(tuán)的材料，那么特別地優(yōu)選單體馬來酸酐或苯乙烯-馬來酸酐共聚物。合適的苯乙烯-馬來酸酐共聚物的摩爾質(zhì)量的范圍為1000至200000g/moL.所述共聚物優(yōu)選包含5至50摩爾％的馬來酸酐，基于苯乙烯-馬來酸酐共聚物的單體單元計(jì)。在用苯乙烯-馬來酸酐共聚物作為具有活性基團(tuán)的材料制備塑料模塑組合物的過程中，5至50%的馬來酸酐基團(tuán)通常與塑料模塑組合物的聚酰胺的可用末端氨基反應(yīng)以形成第二塑料模塑品。
[0046]如果使用環(huán)氧化物，那么特別地優(yōu)選苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物。其摩爾質(zhì)量的范圍優(yōu)選為1000至200000g/mol。苯乙烯-(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物優(yōu)選包含2至50摩爾％的(甲基)丙烯酸縮水甘油酯，基于苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物的單體單元計(jì)。在苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物的情況下，也是如苯乙烯-馬來酸酐的情況那樣，活性基團(tuán)在制備用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的期間反應(yīng)。因而，通常5至50摩爾％的環(huán)氧基與用于制備第二塑料元件的塑料模塑組合物的聚酰胺的可用末端氨基發(fā)生反應(yīng)。其他合適的環(huán)氧化物，除苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物外，為樹枝狀的或星形的聚合物結(jié)構(gòu)的環(huán)氧化物。
[0047]如果異氰酸酯用作具有活性基團(tuán)的材料，特別地優(yōu)選具有低分子量的異氰酸酯或二異氰酸酯、低聚異氰酸酯或二異氰酸酯、或具有異氰酸酯作為側(cè)基的聚合物或樹枝狀分子。異氰酸酯可被肟封端。在制備用于第二塑料元件的塑料模塑組合物期間，5至50%的異氰酸酯基可與用于制備第二塑料元件的塑料模塑組合物的聚酰胺的可用氨基或羧基反應(yīng)。
[0048]當(dāng)噁唑啉或噁嗪酮用作具有活性基團(tuán)的材料時(shí)，特別地優(yōu)選包含與氨基和/或羧基反應(yīng)的噁唑啉基或噁嗪酮基的分子。另一可能是活性基團(tuán)為聚合物結(jié)構(gòu)的側(cè)基。在制備用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的過程中，5至50%的噁唑啉基/噁嗪酮基與用于制備第二塑料元件的塑料模塑組合物的聚酰胺的可用末端氨基或末端羧基反應(yīng)。
[0049]用于第二塑料元件的塑料模塑組合物優(yōu)選在雙螺桿擠出機(jī)中制備。為此，將熱塑性塑料(例如聚酰胺)以及添加劑引入至雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料區(qū)。在此，優(yōu)選冷卻進(jìn)料區(qū)。通常第一過渡區(qū)位于進(jìn)料區(qū)之后。在中心區(qū)，可任選地添加纖維以強(qiáng)化塑料。在擠出機(jī)的最終區(qū)添加具有活性基團(tuán)的材料，然后塑料模塑組合物被強(qiáng)行通過口模且例如?；?。
[0050]為了制備部件，然后將所得的用于第二塑料元件的熱塑性塑料引入到注塑機(jī)中，并在其中熔化，且注入到模具(其中第一塑料元件已置于于模具中)。
[0051 ] 還可任選地將熱塑性塑料在單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中熔化，以擠出物的形式連續(xù)輸出，分為若干部分，在模具(其中第一塑料元件已置于于所述模具中)中以流塑法壓制，形成部件。
[0052]用于制備用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的熱塑性塑料優(yōu)選與用于制備第一塑料元件的相同。優(yōu)選用于制備用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的熱塑性塑料為聚酰胺且特別是選自PA 6、PA 6.6,PA 4.6,PA 6.10、PA 6T共聚酰胺、以及PA 6/6.6中的一種，以及其混合物。如上所述，特別地優(yōu)選使用相同的聚酰胺用于第一塑料元件和第二塑料元件。為了制備任選平滑的表面，此外，特別優(yōu)選的是還將PA 6/6.6添加到用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中。
[0053]連接至第一塑料元件的第二塑料元件包括，例如，用于增強(qiáng)第一塑料元件的肋條。此外，第二塑料元件還可成為護(hù)套以調(diào)節(jié)第一塑料元件的表面特性。除肋條以外，第二塑料元件還可包括用來連接至第一塑料元件以形成單獨(dú)一件的任何所想要的其他功能元件。
[0054]此外，為了實(shí)現(xiàn)第一塑料元件與第二塑料元件的良好連接，第一塑料元件的表面溫度高于用作基體材料的熱塑性塑料的熔點(diǎn)是有利的。為此，如上所述可例如在第一塑料元件插入至模具之前將其加熱?；蛘?，還可在模具中加熱第一塑料元件。
[0055]將用于第二塑料元件的塑料模塑組合物引入到模具中的壓力取決于熔體的流動(dòng)方向。在此，常規(guī)壓力為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的且對注塑法和流塑法而言是常用的那些。
實(shí)施例
[0056]對比實(shí)施例1
[0057]注塑法用于將由PA 6制成的肋條(作為第二塑料元件)連接至有機(jī)板(作為第一塑料元件，使用具有37mmol/kg的末端伯氨基的尼龍_6作為基體材料)。用于應(yīng)用肋條的模具溫度為200°C。在插入至模具中之前，將有機(jī)板加熱到160°C的溫度。
[0058]在肋條模制和聚酰胺固化之后，將所得的部件從模具中移除并進(jìn)行強(qiáng)度測試。為此，將張力施加于肋條上，并測量將肋條從有機(jī)板分離出來所需的力。
[0059]在對比實(shí)施例1中制備的由PA 6制成的肋條的情況下，將肋條從有機(jī)板分離出來的力為2250N。
[0060]對比實(shí)施例2
[0061]所用的第一塑料元件包含使用具有83mmol/kg的末端伯氨基的尼龍_6 (作為基體材料)的有機(jī)板。在有機(jī)板上模塑由PA 6制成的肋條。制備條件對應(yīng)于對比實(shí)施例1。將肋條從有機(jī)板分尚出來的張力為2500N。
[0062]發(fā)明實(shí)施例1
[0063]所用的第一塑料元件包含與對比實(shí)施例1相同的有機(jī)板。將模塑于有機(jī)板上的肋條的塑料模塑組合物包含PA 6和I重量％的苯乙烯-馬來酸酐共聚物，基于化合物的總重量計(jì)。用于模制肋條的條件對應(yīng)于對比實(shí)施例1。將肋條從有機(jī)板分離出來的張力為3000N。
[0064]發(fā)明實(shí)施例2
[0065]所用的第一塑料元件包含如對比實(shí)施例1中的有機(jī)板?；诨衔锏目傊亓坑?jì)，具有I重量％的苯乙烯-馬來酸酐共聚物的PA 6用作用于第二塑料元件(即肋條)的塑料模塑組合物。用于模制肋條的條件對應(yīng)于對比實(shí)施例1。將肋條從有機(jī)板分離出來的張力為3500N。
[0066]發(fā)明實(shí)施例3
[0067]在與對比例I相同的條件下，將由使用I重量％的苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物(基于化合物的總重量計(jì))的PA 6制成的肋條(作為第二塑料元件)模塑于與對比實(shí)施例2相同規(guī)格的有機(jī)板上。將肋條從有機(jī)板分離出來的張力為3200N。
【權(quán)利要求】
1.一種用于連接兩個(gè)塑料元件以形成部件的方法，其中第二塑料元件通過模塑方法或成形方法中的模制而連接至第一塑料元件，所述方法包括以下步驟: (a)將第一塑料元件插入至模具中，其中第一塑料元件包含至少一種熱塑性塑料作為基體材料， (b)將塑料模塑組合物引入至用于模塑第二塑料元件的模具中，其中塑料模塑組合物包含至少一種具有活性基團(tuán)的熱塑性塑料或一種由至少一種熱塑性塑料和具有與第一塑料元件的熱塑性塑料的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)的材料所制成的混合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一塑料元件為纖維增強(qiáng)的片狀或線狀塑料件。
3.權(quán)利要求2的方法，其中用于增強(qiáng)第一塑料元件的纖維為連續(xù)長絲纖維。
4.權(quán)利要求2或3的方法，其中第一塑料元件包含織造物或無瑋稀紗形式或單向纖維結(jié)構(gòu)形式的纖維。
5.權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)的方法，其中纖維選自合成纖維、碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維、礦物纖維、以及金屬纖維，及其任何所想要的組合。
6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其中第一塑料元件的熱塑性塑料為聚酰胺。
7.權(quán)利要求6的方法，其中聚酰胺選自PA6、PA 6.6、PA 4.6、PA6.10、PA 6T共聚酰胺，以及PA 6/6.6 ο
8.權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其中用于第二塑料元件的塑料模塑組合物中的具有活性基團(tuán)的材料選自馬來酸酐、環(huán)氧化物、酯類、異氰酸酯、噁唑啉、噁嗪酮，所述組分中的至少兩種的混合物、和由所述組分中的一種或多種組成的聚合物或低聚物。
9.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的方法，其中具有活性基團(tuán)的材料選自單體馬來酸酐、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、苯乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物、具有低分子量的異氰酸酯或二異氰酸酯、低聚異氰酸酯或二異氰酸酯、或具有異氰酸酯作為側(cè)基的聚合物或樹枝狀分子、和包含嚼挫啉基或包含嚼嘆酮基的分子。
10.權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其中用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的熱塑性塑料為聚酰胺。
11.權(quán)利要求10的方法，其中用于第二塑料元件的塑料模塑組合物的聚酰胺選自PA6、PA 6.6, PA 4.6, PA 6.10、PA 6T 共聚酰胺，以及 PA 6/6.6。
12.權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的方法，其中用于第二塑料元件的塑料模塑組合物包含纖維、填料、和/或其他添加劑。
13.權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的方法，其中第二塑料元件包括用于強(qiáng)化第一塑料元件的肋條。
14.權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的方法，其中用于第二塑料元件的塑料模塑組合物完全包圍第一塑料元件。
【文檔編號】B29C70/68GK104507663SQ201380039662
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】G·J·M·哈布瑞肯, M·普拉斯泰, A·塔勒布魯, A·沃爾尼, A·拉特克, J·施諾爾, O·蓋革, S·娜拉韋德, T·普費(fèi)弗科恩 申請人:巴斯夫歐洲公司