[发明专利]磁致可固化组合物和磁致固化方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求来自于2008年11月13日提交的美国临时专利申请第61/114,081号名称为“MAGNETICALLY CURABLE COMPOSITIONS AND MAGNETIC CURE PROCESS”的优先权，将其公开的内容结合到本申请中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种包含微囊封的反应活性组分的反应活性组合物和一种固化方法，通过该固化方法，固化在磁场的作用下被引发。

背景技术

本领域已经提出了一种包含囊封的反应活性组分的可固化组合物。例如，美国专利第4,200,480号是关于一种包括非反应活性弹性体溶液的胶粘组合物，丁腈橡胶溶解在可聚合丙烯酸类单体和丙烯酸单体的混合物中，例如甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸，包含一聚合反应催化剂例如过氧化苯甲酰，以及在其他配合面上涂覆囊封在可破裂微球体中而且分散在胶粘组合物中的叔胺激发剂。微球体可以在胶粘剂涂覆之前或之后通过物理粉碎或剪切力破裂。

另外，美国专利申请公开第2004/0014860描述了一种反应活性胶粘剂，该反应活性胶粘剂包括反应活性的树脂，以及囊封的为树脂准备的固化剂和具有铁磁性，亚铁磁性，超顺磁性，压电性或铁电性的结晶单粒。将反应活性的胶粘剂涂覆在基质上然后多种基质结合在一起。胶粘剂遭受可选的电场，磁场或电磁场从而通过加热纳米颗粒或引起微囊外壳熔化，膨胀或破裂而释放出固化剂。

然而，这个方法依赖于热互作用以引起固化剂释放。有些用途是热敏的，其中胶粘剂必须保持在特定温度或特定温度以下，或其中在胶粘剂内产生的热量会破坏胶粘剂的组分或将要接合的基质。

因此需要提供一种含有囊封的固化剂的胶粘剂，该囊封的固化剂可以在需要的时间被激活而不需要物理切断材料或内部加热材料。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种包括固化组分的可固化组合物，该固化组分由磁场激活。本发明的另一个方面提供了一种固化可固化组合物的方法，其中通过应用磁场激发组合物的固化。在本发明优选的实施例中，可固化组合物包括胶粘剂。

在本发明的一个实施例中，提供了一种包括树脂和固化剂的磁致可固化组合物，其中所述固化剂囊封在包括磁致响应颗粒的磁致激活微球体中，其中所述磁致激活微球体是弹性的而且具有足够的磁致伸缩扭曲能力以在暴露给磁场时使微球体破裂并且释放出固化剂。

在本发明的一个实施例中，磁致激活微球体在磁场的作用下是可破裂的而不需要将微球体或周围的组合物的温度升高变化大于25℃，可选地不需要将温度升高变化大于10℃，最优选的是不需要升高微球体的温度。

在本发明的另一个实施例中，微球体在500高斯的磁场中具有纵横比是至少1.5的延长，优选在300高斯的磁场中是至少2.0，最优选在300高斯的磁场中是至少2.5。

在本发明的附加实施例中，微球体在静态磁场的作用下是可破裂的。在本发明的另一个实施例中，微球体在脉冲磁场的作用下是可破裂的，优选其中脉冲或多个脉冲的持续时间小于1秒。在本发明的又一个实施例中，微球体随着施加的1到1000Hz的磁频率共振。

在本发明的另一个实施例中，微球体的平均粒径是10到200微米，而且优选包括具有内核和外壳的颗粒。在本发明的一个实施例中，外壳包括聚二甲基硅氧烷。

在本发明的又一个实施例中，磁致响应颗粒可以包含在外壳中，和/或在微球体的内部。在本发明优选的实施例中，磁致响应颗粒包括Fe₃O₄。

本发明的另一个方面提供了一种用于固化可固化组合物的方法，其中提供了可固化组合物和在组合物附近被感应的足以使微球体破裂并且释放固化剂到树脂中的磁场。在本发明优选的实施例中，磁场创造足够大的磁致伸缩扭曲以释放固化剂到可固化组合物中。在本发明的另一个实施例中，磁场包括AC磁场。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，提供了一种包括磁致激活弹性微球体的可固化组合物，磁致激活弹性微球体中填充了固化剂。这些弹性微球体预分散在整个可固化树脂中而且是磁致伸缩的。当使用外部磁场时，来自磁场的磁致伸缩效应使磁性微球体物理扭曲或破裂从而引发胶粘剂的固化。