[发明专利]粘合异种材料的方法和制剂

说明书

本公开涉及胶合剂的制剂和粘合异种材料的方法。所述制剂和方法可以将含有非晶态或具有低结晶度的第一聚烯烃的非聚氯乙烯(PVC)粘合到为刚性材料或硬质PVC的第二材料。所述方法和制剂可以通过在界面处共溶解或在粘合之前活化一种材料来起作用。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月19日提交的美国临时申请号62/733,516的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及聚合物材料领域。更具体地，本公开涉及异种聚合物材料和用于粘合其的粘合剂或胶黏剂制剂。

背景技术

在现有技术中已知用于增加表面能或使异种材料相容的各种接枝技术[1、2、4、6、7、9、10]。由于化学上的差异，粘合异种材料难以实现。特别地，粘合聚烯烃基材料由于低表面能而具有挑战性，这要求在粘合之前使用胶黏剂进行底漆涂覆或进行特殊的表面处理。现有技术包括改性技术或接枝的实例，以及用于提高官能化聚烯烃与各种涂料、油漆和胶黏剂之间的粘附性的特定制剂[3、5、11]。

特别地，EP 1233039描述了一种改性聚烯烃制剂(基于热塑性烯烃)，其包括将官能团与一个酯基和至少一个羟基和/或一个环氧乙烷基团接枝以改善对涂料和胶黏剂的粘附性。已知在工业上使用胶合剂和底漆来连接聚氯乙烯(PVC)管道和管道配件。例如，美国专利号6613187B1描述了一种胶合剂技术，该技术用于将聚烯烃材料彼此粘合或将相似材料和低结晶聚合物粘合至低结晶聚合物。然而，此公开未描述实现具有不同化学和材料特性(例如，结晶度、极性等)的异种材料的粘合的方法或制剂。

发明内容

本文公开的技术可有利地实现更高的接枝密度，相比较于市售的接枝聚烯烃(通常最大为1wt％)。而且，本文的技术可以消除对底漆的需求及施加其的额外步骤，以及在附着异种材料之前的昂贵的胶黏剂的使用。有利地，可以使用常用且廉价的溶剂来接合适合于大批量制造或零件组装的零件。附加的优点可以包括组装零件的本体性质的最小变化，例如清晰度和适用于医疗递送(例如，低可提取/可滤取)应用的适用性。

另外，本文描述的方法涉及粘合异种聚合物材料的挑战。特别地，配置这些方法以改善低结晶性聚烯烃(热塑性弹性体、热塑性烯烃等)与刚性无定形材料或低结晶性聚氯乙烯(PVC)之间的粘附性。另外，所公开的方法允许使用对于在大容量制造中使用而言实用的廉价溶剂，避免单独的底漆施加或加热步骤。尽管具体使用实例包括医疗行业，这些解决方案在其他行业中也具有广泛的应用潜力。

在一个实施方案中，提供用于将第一材料粘附到第二材料的粘合剂，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，或其组合；且所述粘合剂包括一种或多种聚合物，例如，乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚烯烃弹性体，其可以为至多51wt％或更多，以及形成溶剂体系的溶剂或溶剂组，以及任选地增粘剂。在使用常规灭菌方法暴露于热时，粘合剂用于粘合异种材料。

在另一个实施方案中，提供了一种将第一材料粘合到第二材料的方法，第一材料和第二材料为异种，其中第一材料包括非聚氯乙烯(非PVC)聚烯烃聚合物，其中该非PVC聚烯烃聚合物是无定形的或结晶度在约0.1％至约50％结晶度的范围内；第二材料包括拉伸模量在约1800至约3000MPa范围内的刚性无定形材料、肖氏A硬度在约70至约85范围内的PVC，或其组合；所述方法包括：i.)用极性官能团改性第一材料，所述极性官能团增加第一材料对第二材料的亲和力；和ii.)将第一材料粘合至第二材料。该方法通过用高极性官能团改性基底非PVC材料来提高其对第二材料的化学亲和力以及通过合适的溶剂或溶剂体系进行化学键合的能力。