[发明专利]用于连接两个塑料元件以形成部件的方法

说明书

本发明基于一种用于连接两个塑料元件以形成部件的方法，其中，在第一步骤中，将第一塑料元件插入至模具中，且在第二步骤中，将用于形成第二塑料元件的塑料模塑组合物引入到模具中。

例如，当目的是将肋条引入到由纤维增强聚合物制成的塑料部件上时，使用相应的方法是为了增强所述塑料部件。在相应的方法的另一用途中，为了影响表面特性，第二聚合物组合物用于例如由增强聚合物材料制成的母体结构(parent structure)的模内涂覆(in-mold coating)。

为了获得第一塑料元件与第二塑料元件的塑料模塑组合物之间的良好连接，通常预热第一塑料元件。在此，可在插入至模具之前或通过模具内的额外加热系统(例如，红外线源)进行预热。预热优选地软化第一塑料元件且任选地导致表面初熔。为了避免软化的第一塑料元件变形，通常在模具中加热第一塑料元件。由于第一塑料元件的预热和任选地初熔，第一塑料元件和第二塑料元件的聚合物变成焊接的，且产生牢固的连接。

为了获得足够的强度，特别是当第二塑料元件包括肋条(其旨在强化由第一塑料元件制成的部件)时，须使第一塑料模塑物熔化到足够的深度，以便产生稳定的焊接连接。由于加热模具中的第一塑料元件，所以部件可从模具中移除之前所需的循环时间较长，这是因为直到塑料元件和第二塑料元件的聚合物固化至部件的尺寸稳定时其才能移除。为此通常冷却模具。

通过连续长丝纤维强化的片状塑料件(被称为有机板(organopanel))周围的材料的熔融和注入记载于，例如，Marco Wacker等人，“Schweiβen und umspritzen von Organoblechen”[Welding and in-mold coating of organopanel],Ku Kunststoffe,Car Hanser Verlag,Munich,Jahrgang 92(2002),6。模内涂覆可用于将功能元件连接到有机板上。为此，在插入模具之前预热有机板，并然后模内涂覆第二聚合物。然而，由于所需的周期时间和高品质模具，这会导致上述缺点。

因而，本发明的目的是提出一种可以连接两个塑料元件且提供塑料元件的稳定连接并可降低生产循环时间的方法。

该目的通过一种用于连接两个塑料元件以形成部件的方法实现，其中将第二塑料元件通过模塑方法(molding process)或成形方法(forming process)中的模制(molding-on)而连接至第一塑料元件，所述方法包括以下步骤：

(a)将第一塑料元件插入至模具中，其中第一塑料元件包含至少一种热塑性塑料作为基体材料，

(b)将塑料模塑组合物引入至用于模塑第二塑料元件的模具中，其中塑料模塑组合物包含至少一种具有活性基团的热塑性塑料或一种由至少一种热塑性塑料和具有与第一塑料元件的热塑性塑料的活性基团进行化学反应的活性基团的材料制成的混合物。

为了本发明的目的，“模制”不仅指在第一塑料元件部分上局部模制塑料元件，也指完全或局部封闭第一塑料元件。

模塑方法的实例为注塑法和流塑法(flow molding)，成形方法的实例为热成形法和压力成形法。

第一塑料元件与第二塑料元件之间的稳定连接是通过包含在用于第二塑料元件的塑料模塑组合物中的活性基团与第一塑料元件的基体材料的热塑性塑料的活性基团(例如与用作基体材料的聚酰胺的氨基)的化学反应而实现。另一优点是第一塑料元件所需的初熔程度低于两个塑料元件焊接期间的初熔程度。因此，可以在较低的加工温度下用第一塑料元件进行该过程。因此，例如，可以选择较低的模具温度。或者，另一可能是在第一塑料元件插入模具前将其加热至较小的程度。这还可减少循环时间。

在一个优选的实施方案中，第一塑料元件为纤维增强的片状塑料件。用于强化纤维增强的片状塑料件的纤维可为短纤维、长纤维、连续长丝纤维。优选用于强化第一塑料元件的纤维为连续长丝纤维。