[发明专利]一种可密封的材料以及形成介电焊接的方法

说明书

技术领域

本披露总体上涉及可介电焊接的材料和用于形成一种高频结合的方法。

背景技术

热密封被用于众多行业的多种应用中。典型地，将一种聚合物材料加热以便在一个物品的两个部分之间产生一种密封，这持续了一段时间直至实现一种适当的密封。不幸的是，这种热工艺是适时发生的。例如，对一种聚合物材料进行密封的工艺包括加热该物品并且冷却该物品以完成这个循环，这会花费几分钟。这段时间对于高效率的商业化的生产规模来说太长了。

为了减少这个密封时间，使用了一种介电焊接技术。这种介电焊接技术，又被称为高频或射频焊接，使用了高频率的电磁能量以及压力两者以产生一种密封。这种介电焊接技术与热焊接相比花费了其时间的一小部分；然而，介电焊接仅可施用于特殊的聚合物。聚氯乙烯(PVC)、功能化的聚烯烃类，包括乙酸乙烯酯或丙烯酸或甲基丙烯酸或酯的乙烯共聚物或三聚物或它们的衍生物，以及热塑性聚氨酯(TPU)通常被用作有益于介电焊接的热塑性聚合物。这些特殊的聚合物由于其高的介电损失因数(即，大于0.1)或该聚合物材料的损耗因数tanδ，对于介电焊接是有益的。不幸地是，这些聚合物可能不具有某些应用希望的物理或机械特性。

可以希望的聚合物典型地包括柔性的、透明的、并且对于某些应用适当的那些聚合物。不幸地是，这些聚合物中的许多由于其惰性性质(即，它们的低损耗因数)仅可以热致密封，并且它们不能使用介电能进行密封。因此，使制造商们经常选择了他们所希望的物理以及机械特性而没有做出关于它是否可以使用介电能迅速进行密封的选择。

这样，可以使用介电焊接进行密封的一种改进的聚合物材料是希望的。

发明的披露

在一个具体实施方案中，一种可介电焊接的材料包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。

在另一个示例性实施方案中，一种形成结合的方法包括提供一个具有第一端以及第二端的基底，其中该基底包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。该方法进一步包括将该基底的第一端以及第二端使用高频率电磁能进行结合。

优选实施方案的说明

在一个具体实施方案中，一种可介电焊接的材料包括至少两种组分的一种共混物，该共混物包含一种惰性聚合物以及一种弹性体极性聚合物。该惰性聚合物与该弹性体极性聚合物的共混物有利地提供了一种可以用介电焊接进行密封或焊接的材料。在一个实例中，介电焊接包括高频电磁能(HF)以及射频能(RF)。

典型地，该惰性聚合物是一种聚合物，当对这种材料施加高频能时它是不活泼的。惰性聚合物由于其不利的介电特性，典型地是HF以及RF不活泼的。HF以及RF活性与一种聚合物材料或化合物的介电常数或损失因数或损耗因数tanδ相关。典型地，如果一种聚合物的介电损失常数是大于0.10，则这种聚合物是用介电能可焊接的。如果一种聚合物或化合物或树脂或材料是惰性的(即，介电损失常数小于0.10)，其损耗因数是低的。使用弹性体极性聚合物对惰性聚合物进行改性有利地改变该惰性聚合物的介电特性，以及因此该惰性聚合物的HF以及RF行为。典型地，在加入该弹性体极性聚合物之前，该惰性聚合物具有的介电质损失因数是小于约0.10，如小于约0.08，如小于约0.07，如小于约0.06，或者甚至小于约0.05。可以设想在加入该弹性体极性聚合物之前具有的介电损失因数为小于约0.10的任何惰性聚合物。

示例性的惰性聚合物可以包括热塑性弹性体类，如基于热塑性烯烃的弹性体以及基于热塑性聚酯的弹性体；热塑硬质橡胶；热固性物质；它们的共混物、它们的混合物，以及类似物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是聚烯烃类。在另一个实施方案中，这些惰性聚合物包括任何基于苯乙烯的嵌段共聚物，例如苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-异戊二烯、它们的共混物、它们的混合物、以及类似物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是聚烯烃以及热塑性弹性体的一种混合物。在一个实施方案中，该惰性聚合物是一种无动物来源的组分(ADCF)。