[发明专利]高性能粘合剂和它们的使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有苯并嗪的粘合剂，其可用于高温应用，包括用于粘合交通工具部件，例如制动器组件。

背景技术

高性能粘合剂是在机动车领域以及在其它领域中有用的材料。例如，要求粘合剂在高温环境中可以耐受高剪切。在其它应用中，在其它机械应力下，例如振动应力下，在高温下保持粘接的粘合剂是理想的。特别地，交通工具制动部件，例如垫片和制动块，必须耐受这些苛刻的条件。

酚醛(phenolic)基树脂已经是用于制动工业中的粘合剂应用的工业标准超过五十年，因为它们具有低的成本和良好的机械和热耐受性能。但尽管它们长期使用，但是这些酚醛基树脂具有若干缺点。最显著的是当这些树脂固化时，它们释放挥发性副产物，该副产物如果不被有效管理或消除，会导致在所述粘合剂层中形成“气泡”和“空隙”，其降低所形成的粘接头的强度。在固化阶段过程中施加压力是促进去除所述挥发性副产物的一个方法；然而，酚醛基粘合剂的强度对所施加的压力的变化是敏感的。典型地，必须就所施加压力的量进行试验以获得优选的固化压力。在单阶段固化应用中，初始粘接头的强度将受影响，导致例如剪切强度下降。在双阶段固化应用中，尽管第一阶段的粘接可能是可接受的，但第二阶段的粘接可能导致粘合强度损失，而不是增加。

另外，酚醛树脂，特别是甲阶酚醛树脂，要求经冷冻的贮存条件以延迟所述树脂的过早固化。另外，通常在溶剂载剂中施加酚醛树脂以便于所述树脂的施加。随后必须去除所述溶剂，导致挥发性有机化合物(“VOC”)的释放，这在环境上是不希望的。另外，去除溶剂有时可能导致在所述粘合剂中形成溶剂蒸气袋，导致较弱的粘接。

与酚醛基树脂一起使用溶剂的另一个缺点是在所述溶剂去除过程中，所述酚醛基树脂开始固化并变得较不柔韧。结果，施加所述酚醛基粘合剂更加困难。为了弥补这种降低的可加工性，经常将弹性体添加到基于溶剂的酚醛树脂体系中。弹性体的添加有利于在去除溶剂后所述酚醛基树脂的施加。但尽管所述弹性体有助于所述酚醛基树脂的施加，但它们却损害了在高温下所述粘合剂粘接头的剪切强度。

弹性体改性的酚醛基粘合剂也用于其中需要减振的应用。现有技术已经发现，包括弹性体材料的树脂不仅具有粘合剂性能，而且具有理想的减振性能。但尽管所述弹性体有助于理想的减振，如上所述那样，但含有弹性体材料的酚醛基树脂却经受在高温下粘接头强度方面的降低。

因此，存在对于如下粘合剂的需求，其适合用于交通工具制动部件，该粘合剂赋予高剪切强度，而不会在固化过程中释放挥发性材料，并且该粘合剂即使在添加弹性体材料的情况下，在高温下仍保持粘接头强度。

发明内容

发明概述

本发明涉及含有苯并嗪的粘合剂以及它们在高温条件下需要高剪切强度的应用中的用途。本发明还涉及含有苯并嗪的粘合剂以及它们在减振应用中的用途。特别地，本发明涉及包含如下材料的交通工具部件，所述材料使用含有苯并嗪的粘合剂粘合于基材上。本发明还描述了将材料粘合于基材上的方法。

发明详述

本发明涉及包括至少一种含有苯并嗪的化合物的粘合剂，并且特别地，涉及这些粘合剂在交通工具部件中的用途，所述交通工具部件经历高温以及高剪切或其它机械应力。粘合剂粘接的交通工具制动部件，例如垫片和制动块，是示例性的可以与本发明的粘合剂一起使用的交通工具部件。本发明还可应用于交通工具传动部件。

对于本说明书的目的，苯并嗪化合物是含有至少一种如下结构的

化合物：

其中R¹和R²可以是任何有机结构部分，包括另外的苯并嗪结构。

这些粘合剂不需要特殊化的贮存条件，并且可以在不需要溶剂载剂的情况下施加于材料或基材上，然而，如果需要，也可以使用溶剂载剂。另外，这些粘合剂导致粘接的部件在高温条件下表现出高的剪切强度。在本发明的材料的情况下，即使当添加弹性体材料时，也观察到这种高的粘接头强度。

本发明的粘合剂适合于两个单一阶段固化应用，例如其中所述粘合剂在初始粘接步骤时实现基本上固化的那些应用。本发明的粘合剂还适合于两阶段固化应用，以及任何其它应用，其中所述粘合剂在初始粘接步骤时未实现基本上固化，但在不同的时间和/或位置实现基本上固化。