[发明专利]用于远程触发前端可固化的聚合物的配制品、方法和装置

说明书

在一些变体中，本发明提供了一种可固化的粘合剂配制品，该粘合剂配制品包含一种能够前端聚合的可固化的液体前体，以及与该液体前体接触、或包含于该液体前体内的前端聚合触发感受剂，其中该液体前体包含一种单体和一种聚合催化剂。这些感受剂可以包括能够在一种远程施用的电磁场存在下感应加热的导电和/或磁性固体颗粒。其他变体提供了一种聚合物固化体系，该体系包含一种可固化的液体前体、前端聚合触发感受剂、以及一种被配置为远程产生在这些感受剂的视线内(但是不一定在该液体前体的视线内)的交变电磁场的装置，由此产生感应加热以引发该前端聚合。这些感受剂可以是该可固化的配制品的约0.1wt％至约50wt％。其他变体提供了一种通过不透明屏障固化粘接头的方法。

优先权日

本国际专利申请要求于2013年11月30日提交的美国临时专利申请号61/910,297以及2014年11月28日提交的美国专利申请号14/556,090的优先权，这些申请的每一个特此通过引用结合在此。

发明领域

本发明总体上涉及适用于粘合剂和其他应用的可固化的体系和固化的聚合物。

发明背景

粘合剂是施用至材料的表面上将它们粘合在一起并且抵抗分开的任何物质。粘合剂提供了胜过结合技术(如缝合、机械紧固、或热结合)的很多优点。这些包括将不同材料粘合在一起的能力、跨越接头更有效地分布应力的能力、增加的设计灵活性、以及成本效益。

表面结合技术相对于机械紧固件是优选的，主要由于它们优越的负载转移特征。对于高性能工程应用，表面结合典型地使用高温固化、热固性粘合剂实现。这些热固性粘合剂通常要求120℃-200℃的温度持续5-120min以完成该结合。加热粘合剂结合的最常见的方式是对流炉、热毯、和辐射加热器。

一种理想的粘合剂是具有长的适用期但是当需要时可以立即固化的粘合剂。还高度令人希望的是该粘合剂固化而不必须将整个零件组件提交到大的炉、热毯、或辐射加热器。此外，对于能量效率，人们还可以利用来自该粘合剂体系的潜在反应热以维持它自己的固化。此类粘合剂对灵活且有效的制造方法提供了巨大优点。

前端聚合提供了满足以上要求的属性。前端聚合是一种局部反应，该局部反应通过耦合放热聚合反应的热扩散与阿仑尼乌斯依赖性蔓延。结果是局部热反应区域，该区域然后作为一种热波蔓延通过反应物。前端聚合利用热产生，由于该聚合反应本身的放热性以及其由热传导的分散。如果散失的热量不是太大，则提供了能够诱发接近热区的单体的聚合的足够量的能量。结果是形成能够遍及反应器自维持并且蔓延的热聚合前端。

目前已知的前端聚合仅仅可以通过与热的(thermal)(热(heat))源直接(物理)接触或视线(Line-of-sight)暴露于UV光来触发。然而，实际的粘合剂经常用于结合光学不透明的零件，对于这些零件两种触发的机制都是不适用的。

常规的途径要求或者与一种热源(例如，焊烙铁)直接接触或视线暴露(UV光)。大部分粘接过程在两种光学不透明的基底之间发生；因此在已知领域中的这些途径是不适用的。需要对于这种问题的一种解决方案。

发明概述

本发明解决本领域中的上述需要，如现在将进行概述的以及然后在下文中进一步详细地描述的。

在一些变体中，本发明提供了一种可固化的配制品(例如，一种粘合剂配制品)，该配制品包含：

(a)一种能够前端聚合的可固化的液体前体，其中该液体前体包含一种单体和一种聚合催化剂；以及

(b)一种或多种与该液体前体接触、和/或包含于该液体前体内的前端聚合触发感受剂(susceptor)，其中这些感受剂包含能够在一种远程施用的电磁场存在下感应加热的导电和/或磁性固体颗粒。

在一些实施例中，这些感受剂以从约0.1wt％至约50wt％的浓度存在于该可固化的配制品中，如从约5wt％至约25wt％的浓度存在于该可固化的配制品中。