多层复合体系和方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102264482 A (43)申请公布日 2011.11.30 CN 102264482 A *CN102264482A* (21)申请号 200980142965.1 (22)申请日 2009.08.20 12/201697 2008.08.29 US B05D 3/02(2006.01) B32B 27/04(2006.01) B32B 37/10(2006.01) (71)申请人 林线工具有限责任公司 地址 美国蒙他拿州 (72)发明人 K. H. 格林 W. E. 罗什富尔 K. E. 哈里斯 S. A. 范诺尔曼 N. 万南马赫 (74)专利代理机构 中国。

2、专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 黄念 艾尼瓦尔 (54) 发明名称 多层复合体系和方法 (57) 摘要 多层复合材料包括聚合物粘合剂层和在施热 时与该聚合物粘合剂层密切合并的聚合物支承膜 层。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.04.28 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2009/054465 2009.08.20 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/025080 EN 2010.03.04 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 14 页 附图 3 页 CN。

3、 102264497 A1/3 页 2 1. 包含聚合物粘合剂层和在施热时变得与所述聚合物粘合剂层密切合并的聚合物支 承膜层的多层复合材料。 2. 权利要求 1 的多层复合材料， 其中所述聚合物粘合剂层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚 氯乙烯或聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯和溶剂的组合。 3. 权利要求 2 的多层复合材料， 其中所述溶剂是 1,2,3,4- 四氢化萘、 十氢化萘、 四氯 乙烯、 四氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二乙醚、 二氯甲烷、 亚甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己烷、 庚烷、 壬烷或 1,2,4- 三氯苯。 4。

4、. 权利要求 2 的多层复合材料， 其中所述聚烯烃是聚乙烯且其中所述聚乙烯是低密 度、 中密度、 高密度、 很高分子量或超高分子量聚乙烯。 5. 权利要求 4 的多层复合材料， 其中所述聚乙烯以所述聚合物粘合剂层的大约 2 至大 约 60 重量 % 存在。 6. 权利要求 1 的多层复合材料， 其中所述支承膜层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯 或聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯。 7. 权利要求 1 的多层复合材料， 进一步包含外层， 其中所述外层与至少所述聚合物粘 合剂层接触且其中所述外层在施热时被密切合并到所述聚合物粘合剂层中。 8. 权利要求 7 的多层复合材料， 其中所述外。

5、层是包含聚烯烃、 聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚氯乙烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯、 聚酮、 含氟聚合物或聚氨酯的膜。 9. 权利要求 7 的多层复合材料， 其中所述外层是阻隔层。 10. 权利要求 1 的多层复合材料， 其中所述聚合物粘合剂层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚 氯乙烯或聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯和溶剂的组合， 其中所述聚合物粘合剂层包含增强 材料且其中所述支承膜层在施热时变得与所述聚合物粘合剂层密切合并。 11. 权利要求 10 的多层复合材料， 其中所述增强材料包括纤维、 线、 网、 毡子或布。 12. 权利要求 10 的多层复合材料， 其中所述粘。

6、合剂层以聚合物凝胶、 溶胀聚合物膜或 溶剂饱和的泡沫形式形成。 13.权利要求10的多层复合材料， 其中所述溶剂是1,2,3,4-四氢化萘、 十氢化萘、 四氯 乙烯、 四氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二乙醚、 二氯甲烷、 亚甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己烷、 庚烷、 壬烷或 1,2,4- 三氯苯。 14. 权利要求 12 的多层复合材料， 其中所述聚烯烃是聚乙烯， 且其中所述聚乙烯是低 密度、 中密度、 高密度、 很高分子量或超高分子量聚乙烯。 15. 权利要求 14 的多层复合材料， 其中所述聚乙烯以所述聚合物凝胶、 溶胀聚合物膜 或。

7、溶剂饱和的泡沫的大约 2 至大约 60 重量 % 存在。 16. 权利要求 10 的多层复合材料， 其中所述支承膜层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙 烯或聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯。 17. 权利要求 10 的多层复合材料， 进一步包含与所述聚合物凝胶、 溶胀聚合物膜或溶 剂饱和的泡沫接触的一个或多个外层， 其中所述一个或多个外层在施热时与所述聚合物凝 胶层、 溶胀聚合物膜或溶剂饱和的泡沫密切合并。 18. 权利要求 17 的多层复合材料， 其中所述外层是包含聚烯烃、 聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚 酯、 聚氯乙烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯中的至少一种的膜。 19. 。

8、权利要求 18 的多层复合材料， 其中所述外层是阻隔层。 权 利 要 求 书 CN 102264482 A CN 102264497 A2/3 页 3 20. 权利要求 11 的多层复合材料， 其中所述纤维是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯或聚芳酰胺。 21. 权利要求 9 的多层复合材料， 其中所述支承膜层和所述一个或多个外层密封在一 起以形成封套。 22. 权利要求 9 的多层复合材料， 其中所述外层密封在一起以形成封套。 23. 权利要求 17 的多层复合材料， 其中所述支承膜层和所述一个或多个外层密封在一 起以形成封套。 24. 权利要求 17 的多层复合材料， 其中所述一个或多个外层密封在一。

9、起以形成封套。 25.权利要求10的多层复合材料， 其中该增强材料包含线网/绳， 且其中可以加热该线 网 / 绳使得所述支承膜在所述线网 / 绳周围熔化。 26. 权利要求 23 的多层复合材料， 其中所述支承膜层包含聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯 乙烯或聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯材料。 27. 权利要求 24 的多层复合材料， 其中所述一个或多个外层与所述支承膜层接触。 28. 权利要求 27 的多层复合材料， 其中所述一个或多个外层是包含聚烯烃、 聚酰胺、 聚 酰亚胺、 聚酯、 聚氯乙烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯、 聚酮、 含氟聚合物或聚氨酯的膜。 29. 权。

10、利要求 10 的多层复合材料， 其中所述增强材料包含可通过施用射频能量来加热 的感受体。 30. 基底修复方法， 包括下列步骤 ： 形成多层补片， 其包含 ： 含聚合物泡沫 - 溶剂溶液的聚合物粘合剂层 ； 和 聚合物支承膜层 ； 将该多层补片施用到要修复的基底上 ； 和 对该多层补片施热使得该聚合物支承膜层变得与所述聚合物粘合剂层密切合并。 31. 权利要求 30 的方法， 其中在将该多层补片施用到要修复的基底上之前通过弄破嵌 在聚合物泡沫中的装溶剂的安瓿来将溶剂递送到聚合物泡沫上。 32. 权利要求 30 的方法， 其中经由集成到聚合物粘合剂层中的溶剂注射口将溶剂递送 到聚合物泡沫上。 3。

11、3. 权利要求 30 的方法， 其中所述聚合物泡沫是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯或 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯。 34. 权利要求 30 的方法， 其中所述溶剂是 1,2,3,4- 四氢化萘、 十氢化萘、 四氯乙烯、 四 氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二乙醚、 二氯甲烷、 亚甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己烷、 庚烷、 壬烷或 1,2,4- 三氯苯。 35. 权利要求 30 的方法， 其中所述聚合物泡沫是聚乙烯， 且其中所述聚乙烯是低密度、 中密度、 高密度、 很高分子量或超高分子量聚乙烯。 36.权利要求35的方法，。

12、 其中所述聚乙烯以所述聚合物粘合剂层的大约2至大约60重 量 % 存在。 37.权利要求30的方法， 其中所述支承膜层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯或聚-丙 烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯。 38. 权利要求 30 的方法， 进一步包含外层， 其中所述外层与至少所述聚合物粘合剂层 接触， 且其中所述外层在施热时被密切合并到所述聚合物粘合剂层中。 权 利 要 求 书 CN 102264482 A CN 102264497 A3/3 页 4 39. 权利要求 38 的方法， 其中所述外层是包含聚烯烃、 聚酰胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚氯乙 烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯、 聚酮。

13、、 含氟聚合物或聚氨酯的膜。 40. 权利要求 30 的方法， 其中所述聚合物粘合剂层进一步包含增强材料。 41. 权利要求 40 的方法， 其中所述增强材料包含可通过施用射频能量来加热的感受 体。 42. 多层复合材料， 其包含 ： 服装织物层 ； 和 高强度聚合物层 ； 和 聚合物粘合剂层 ； 其中该聚合物粘合剂层设置于服装织物层和高强度聚合物层之间， 在服装织物层和高 强度聚合物层之间形成粘结。 权 利 要 求 书 CN 102264482 A CN 102264497 A1/14 页 5 多层复合体系和方法 背景技术 0001 各种情况要求修复塑料 ( 即聚乙烯 ) 管道、 罐或容器。。

14、可以通过将粘合剂或复合 材料直接施用到管道、 罐或容器中的裂缝上来实施修复或连接。 或者， 可以在缺陷或管道接 头上放置多部件套管并在其周围密封。 管道受损时的另一备选方案是切除受损区域并将其 换成新的一段管道。再一备选方案是如本领域中已知的那样将塑料管道 “熔焊” 在一起。关 于罐和容器， 通常使用 “经典” 修补法修复缺陷， 如施用到玻璃或其它纤维 / 网上的环氧或 树脂以形成复合材料。 0002 上述方法具有若干缺点。例如， 将粘合剂或复合材料施用到裂纹上往往未提供均 匀密封。该施用还可能涉及延长的 “固化” 时间， 其中在管道内施用的压力可能将该材料从 裂纹中挤出。例如， 对于完全固化。

15、， 固化时间为 2-3 小时至 1-7 天。 0003 至于将多部件套管施用到受损区域， 这通常可能需要大量劳动力以开凿管道周围 的区域以使套管可围绕受损区域放置。 0004 为进行修复而切削管道通常是不合意的， 尤其是在管道含液体， 如油或水， 或易燃 气体时。操作人员需要切断液体或气体并清洗管道以避免液体污染或冒着气体爆炸的危 险。这对大多数应用而言通常不可接受。另外， 如上所述， 要求在要更换的区段周围开凿。 这经证实在时间以及其它财政资源方面相当昂贵。 0005 焊接， 包括熔焊也可能成问题。 如果该管道含有或曾含有易燃物， 焊接中一般涉及 的电弧、 火花、 明火和 / 或相对高温可能。

16、点燃该材料。仍可能要求围绕大面积的开凿以到达 修复位置并且可能是高花费的。 0006 关于受损罐或容器的修复， 具体而言， 常常用与原始基底匹配的材料覆盖缺陷， 或 如果损伤太大， 必须更换它们。 如果用基底匹配材料覆盖缺陷， 则一般仅围绕周界热焊覆盖 区域， 未提供原始罐或容器的强度。另外， 目前没有修复聚烯烃中的缺陷的有效粘合剂方 法。 例如， 聚烯烃中的缺陷的现有修补方法常常无法粘合到罐或容器表面上， 或要使用成问 题的不同修补材料修补。 0007 因此， 需要提供改进的体系和方法以修复塑料管道、 罐或容器。 发明内容 0008 本发明提供新型复合材料和使用这些复合材料以修复和 / 或连。

17、接塑料管道、 储 罐、 管道闷头 (bulkheads)、 塑料容器等的零件的新方法， 它们克服本领域中现有的一个或 多个缺点。 0009 一般而言， 本公开的复合材料和方法可改进粘合强度、 固化速率、 易施用性和施用 所需的时间。 0010 在一个实施方案中， 本发明提供包括至少第一和第二层的多层补片(MLP)。 第一层 是聚合物粘合剂 ； 这包括由溶解的聚合物、 溶剂溶胀的聚合物膜或溶剂饱和的聚合物泡沫 形成的凝胶。 第二层是支承膜或背衬层， 其在施加热量时与第一聚合物粘合剂层密切合并。 0011 在一些实施方案中， 在需要封套包装造构时， 本发明提供包含三层或任选四层的 说 明 书 CN。

18、 102264482 A CN 102264497 A2/14 页 6 复合材料。 一层， 例如与要修复的管道接触的底部最外层， 可以由密切合并到聚合物粘合剂 层中并最终在固化后合并到粘结体 (bond) 中的合适的膜构成。另一层， 例如顶部最外层可 包含在与底部最外层结合时形成该补片组合体的保护性封套的合适的材料 ( 例如膜 )。 0012 在一些实施方案中， 顶部最外层和底部最外层在固化过程中都变得合并到聚合物 粘合剂层中并最终成为粘结体的一部分。在一些实施方案中， 只有底层变得合并到聚合物 粘合剂层中 ； 顶层具有的材料或厚度使其不完全合并到聚合物粘合剂层中， 而是在固化过 程后实际产生。

19、粘结基底。在一些实施方案中， 顶层可以是增强塑料。顶层中所含的增强材 料可以例如是超高分子量聚乙烯， 如Spectra牌， 或聚芳酰胺纤维， 如Kevlar牌， 或任何其 它适当的增强材料。 在一些实施方案中， 该聚合物粘合剂层可包括合适的增强材料 ； 这些材 料可以是无规排列的单个纤维、 连续纤维层 ( 即片材 )、 纤维网， 或它们可包含连续纤维或 纺织或非织纤维或金属线或网的分立层。在一个实施方案中， 该增强材料可进一步包括涂 层， 例如， 聚四氟乙烯涂层 ( 例如 Teflon)。 0013 在一些实施方案中， 在粘合剂层聚合物表面上施用或沉积金属层， 例如， 膜、 网或 溅射涂布膜以。

20、充当射频感受体 (susceptor) 以吸收电磁能。因此优选通过使用该感受 体 - 射频组合加热粘结界面。 0014 通常， 聚合物粘合剂层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯 (PVC) 或聚 - 丙烯腈 - 丁 二烯-苯乙烯(ABS)和溶剂的组合。 在本发明的范围内考虑了各种分子量的聚合物粘合剂。 0015 合适的溶剂可包括溶解一部分聚合物或使聚合物泡沫饱和以使该聚合物以大约 2 至大约 60 重量 % 存在于该凝胶或泡沫中的那些。其它合适的溶剂包括使聚合物溶胀以使 该聚合物以大约 15 至大约 60 重量 % 存在于溶胀膜中的那些。根据所选聚合物， 合适的溶 剂可包括 1,2,3,4。

21、- 四氢化萘、 十氢化萘、 四氯乙烯、 四氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二乙醚、 二 氯甲烷、 亚甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己烷、 庚烷、 壬烷和 / 或 1,2,4- 三氯苯。或者， 可以使用本领域已知的任何类似溶剂。 0016 通常， 第二支承膜层是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 PVC 或 ABS。在本发明的范围内考虑 了各种分子量的支承膜聚合物层。 0017 该 MLP 可进一步包括与该聚合物粘合剂层接触的充当阻隔或防粘膜 (release film)的第三层。 一方面， 所述第三层为在施加热量时可密切合并到第一聚合物粘合剂层中 。

22、的类型。合适的膜包括聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯 (PVC)、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙 烯(ABS)、 聚酮、 含氟聚合物、 聚氨酯或其组合。 在本发明的范围内考虑了构成该膜层的聚合 物的各种分子量。另一方面， 所述第三层是防粘材料并可以是膜、 涂层或粉末。 0018 在一些实施方案中使用装溶剂的安瓿以在正要将 MLP 施用到修复位置之前将溶 剂递送到该 MLP 组合体中。该安瓿可以是耐溶剂的并集成到 MLP 中以使该安瓿可以在施用 该补片之前在该组合体内破裂并使溶剂饱和该泡沫聚合物粘合剂层。或者， 可以将溶剂连 接 / 注射口 ( 由此可以在临施用之前将溶剂递送到该 M。

23、LP 组合体中 ) 集成到 MLP 中。 0019 本公开的 MLP 可以施用到例如塑料管上以利于连接末端或修复管道中的碎裂、 开 口、 裂纹、 裂缝、 凿口、 划痕等。或者， 本公开的 MLP 可用于任何聚合物修复用途， 例如聚合物 罐和容器。此外， 本公开的 MLP 可用于将服装织物粘结到高强度聚合材料上。 0020 本发明的 MPLs 提供优于现有修复 / 粘合技术的某些优点。例如， 用本发明的复合 材料实现均匀密封。 该材料具有足够的完整性以使其不渗入例如裂纹中和随着时间损失强 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A3/14 页 7 度。 附图说明 00。

24、21 图 1、 1A 和 1B 描绘含和不含任选防粘或包封阻隔膜的本公开的 MLP 的一个方面。 0022 图 2 描绘包括纤维或金属增强的 MLP 的本发明的另一方面。 0023 图 3 描绘包括内部加热的 MLP 的本发明的另一方面。 0024 图 4 描绘本公开的 MLP 的又一方面。 具体实施方式 0025 本发明提供新型 MLPs 和在聚合物修复应用和 / 或粘合应用中使用该新型 MLPs 的 方法， 它们克服本领域中现有的一个或多个缺点。例如， 该 MLPs 可用于连接、 修复或增强塑 料管或修复罐或容器中的缺陷。作为进一步实例， 该 MLPs 可用于将服装织物粘结到高强度 聚合材。

25、料上。 0026 图 1、 1A 和 1B 描绘本发明的一个方面， 其提供包括至少第一层 3 和第二层 5 以及 任选的第三层和 / 或第四层 7 的 MLP 1。第一层 3 是聚合物粘合剂层。第二层 5 是支承膜 或更厚的基底(背衬层)， 其表面在施加热量时变成与第一聚合物粘合剂层密切合并。 任选 的第三层和 / 或第四层 7 可以是防粘膜或包封阻隔膜。 0027 术语 “密切合并” 意在表示在物理作用时， 如加热挨着基底 ( 未显示 ) 的第一层 3 和第二层 5 时， 保留在第一聚合物粘合剂层 3 中的溶剂会使支承膜 5 变成与其它一个或多 个层均匀或不均匀合并。不受理论限制， 对这两层。

26、施用应力有效地使这两层成为单层。用 于实现此的温度可以为原始聚合物 ( 即不存在溶剂 ) 的软化点 / 熔点以下大约 5 至 90。 表 1 提供聚合物 - 溶剂对的示例性名单， 包括原始聚合物的熔融或玻璃化转变温度以及聚 合物-溶剂对的熔融或玻璃化转变温度。 例如， 从表1中看出， 根据所用溶剂， 在连接或修复 聚乙烯基底时， 可以将超高分子量聚乙烯聚合物粘合剂基MLP加热至大约80至大约120。 要理解的是， 表 1 是聚合物 - 溶剂对的示例性名单并且决不限制本公开的范围， 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A4/14 页 8 术语 原始 *- 盘中仅存。

27、在聚合物材料 含义 ： 溶剂 *- 盘中存在聚合物和溶剂。 0028 在一些实施方案中， 在粘合过程完成时， 聚合物粘合剂层和 / 或膜层合并到粘结 层 ( 与正修复的基底表面一起 ) 中。 0029 通常， 第一层或聚合物粘合剂层 3 可以是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 PVC、 ABS 或其组 合， 和溶剂。在本发明的范围内考虑了各种分子量的聚合物粘合剂层。另外， 如果该聚合物 是聚乙烯， 其可具有低、 中或高密度， 如低密度 (LDPE)、 中密度 (MDPE)、 高密度 (HDPE)、 很高 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A5/14 页 9 分子量 。

28、(VHMWPE) 或超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。 0030 合适的溶剂包括溶解一定重量百分比的聚合物以使该聚合物以大约 2 至大约 60 重量 % 存在于聚合物粘合剂层 3 中的那些。例如， 可用于溶解或浸渍包含聚合物的粘合剂 层 3 的溶剂可包括 1,2,3,4- 四氢化萘、 十氢化萘、 四氯乙烯、 四氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二 乙醚、 二氯甲烷、 亚甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己 烷、 庚烷、 壬烷和 / 或 1,2,4- 三氯苯和本领域中已知的类似溶剂。 0031 在一些实施方案中， 粘合剂层 3 可包含凝胶。在凝胶。

29、形成过程中， 通常将预定量的 聚合物 ( 粉末、 小球、 丸粒等 ) 置于溶剂中并在一定形式的搅拌下加热大约 30 分钟至 12 小 时。在聚乙烯的情况下， 该溶液在大约 100至大约 145下加热最多几小时。将所得溶液 冷却并变成凝胶。在冷却之前或冷却过程中， 将该粘稠溶液倒到不粘表面上并压平使得形 成大约 0.5 至大约 6 毫米厚的凝胶。 0032 在另一实施方案中， 粘合剂层 3 可包含溶胀聚合物膜。将一块聚合物膜切成所需 尺寸 ( 该膜在各方向上溶胀大约 40-60%)。在聚乙烯的情况下， 聚乙烯可以是低 (LDPE)、 中 (MDPE)、 高密度 (HDPE)、 很高分子量 (VH。

30、MWPE) 或超高分子量 (UHMWPE)。将该聚合物膜置于 大约 95 至大约 115的热溶剂浴中并使其溶胀达所需时间 ( 以实现 15-60 重量 %(wt%) 溶 胀聚合物膜 )。随后将该溶胀膜取出、 冷藏并储存以备随后使用。 0033 在另一实施方案中， 粘合剂层 3 可包含聚合物泡沫。可以将该泡沫浸泡在所需溶 剂中并用所需溶剂饱和以用作MLP的粘合剂层3。 聚合物泡沫可包含例如， 聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 聚氯乙烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯或其组合。使用聚合物泡沫可能是有利的， 因为可以在室温下进行用所需溶剂饱和该泡沫。 适合用于与聚合物泡沫结合的溶剂可包括 1,2。

31、,3,4- 四氢化萘、 十氢化萘、 四氯乙烯、 四氯乙烷、 二甲苯、 环己烷、 二乙醚、 二氯甲烷、 亚 甲基氯、 甲乙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 1- 氯萘、 环己酮、 间甲酚、 乙基环己烷、 庚烷、 壬烷和 / 或 1,2,4- 三氯苯和本领域中已知的类似溶剂。 0034 通常， 第二层或支承膜层 5 是聚烯烃、 聚酰胺、 聚酯、 PVC 或 ABS。在本发明的范围 内考虑了这种支承膜 ( 背衬层 ) 的聚合物的各种分子量。在一些实施方案中， 支承膜层 5 可以是纤维增强的塑料。通常， 选择支承膜层 5 以使得其与聚合物粘合剂层 3 和 / 或聚合 物修复 / 粘合用途 ( 对其将施用。

32、该支承膜层 ) 相容。 0035 一方面， MLP 1 可进一步包括一个或多个外层 7。外层可包含防粘材料并可以是 膜、 涂层或粉末， 如本领域中已知的那些。如果使用防粘涂层或粉末， 其量最小化并且基本 不影响聚合物粘合剂层 3 的物理性质。在一个实施方案中， 外层 7 可以是包含聚烯烃、 聚酰 胺、 聚酰亚胺、 聚酯、 聚氯乙烯、 聚 - 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯或其组合中的至少一种的膜。 0036 另一方面， 所述一个或多个外层 7 是保护性包封阻隔膜。所述一个或多个外层 7 可以仅施用到粘合剂层 3 上或施用到整个粘合剂 - 支承膜复合材料上， 以使所述一个或多 个外层 7 至少部。

33、分包围一部分粘合剂层 3 和支承膜 5。该包封阻隔膜可以被看成是可在一 侧或多侧上开口的小包、 袋或 baggie 或包围结构。与该 MLP 的其它聚合物和基底相容的薄 包封阻隔膜可合并到最终 MLP 修复的基底粘结体中。 0037 图 2 描绘了 MLP 9 的一个实施方案。MLP 9 可包括含有聚合物粘合剂层 3 的第 一层， 该聚合物粘合剂层 3 包括增强材料 11， 如纤维、 布网、 金属线或网、 聚合物网或线绳 (wire traces)。合适的增强材料 11 可进一步包括聚乙烯、 聚酯、 尼龙或聚芳酰胺纤维， 如 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 。

34、A6/14 页 10 可获自 E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, DE) 的 Kevlar牌。在一 个实施方案中， 可以选择增强材料 11 以使增强材料 11 不溶解在聚合物粘合剂层 3 中。例 如， 可以使用高模量聚乙烯纤维并可购自Honeywell, USA, (Morristown, New Jersey)， 并 以 Spectra牌纤维而已知。在一个实施方案中， 增强材料 11 可进一步用作加热成分。 0038 在一些实施方案中， 如图 1 中的第二层 5 可包含在施加热量时可以与第一聚合物 粘合剂层 3 密切合并的支承膜。

35、或背衬层。MLP 9 也可包括任选的一个或多个外层 7。第二 层 5 和 / 或任选的一个或多个外层 7 可以基本类似于参照图 1 描述的相同部件。为了图解 说明， 图 2 描绘分成三个部件的增强的聚合物粘合剂层 3。但是， 要理解的是， 增强材料 11 可以合并到 / 嵌入聚合物粘合剂层 3 中以使粘合剂层包含单一结构。 0039 在一个实施方案中， 可通过将增强材料 11 添加到粘稠凝胶材料中并同时固化， 例 如冷却该凝胶来使增强材料 11 合并到聚合物粘合剂 3 中。 0040 图 3 描绘了本发明的另一方面， 其提供包括至少第一加热层 17 和第二层 5 与任选 的一个或多个外层 7 。

36、的 MLP 15。在一些实施方案中， 加热层 17 可用作组合增强材料和热 源。在一个实施方案中， 加热层 17 可包含金属线网或线绳， 它们可用作加热栅格 (heated grid) 以使支承膜 / 背衬层 5 熔合到基底上。例如， 线网的相对边缘可连接到电源上以使 该线网可用作电阻加热栅格， 其又可用于使支承膜或背衬层 5 与基底的界面达到其熔融温 度。在进一步实施方案中， 加热层 17 可包含例如由薄网、 膜或金属涂层构成的感受体， 其可 用于通过对 MLP 施用射频 (RF) 能量来加热粘结界面。熔融表面与施加的挤压力的组合可 以使这两种材料粘结并形成一个连续层， 其中加热层 17 嵌。

37、在粘结体中。 0041 在一些实施方案中， MLP 15 可进一步包括聚合物粘合剂层， 如前述实施方案中所 述的那些。例如， 在一个实施方案中， 可以将加热层 17 直接施用到聚合物粘合剂层上。 0042 在进一步实施方案中， MLP 15 可包括包含溶剂溶胀的聚合物膜或溶剂饱和的聚合 物泡沫以及线网或线绳 17 的粘合剂层， 其中该线网或线绳可用于加热该溶胀膜以固化该 支承膜 5( 基底粘结界面 )。这种电阻线可通过例如缝合连接到该膜表面上。或者， 该电阻 线可以在膜制造过程中模制到膜层中或夹在两个膜层之间。在一些实施方案中， 聚合物膜 的选择可取决于正粘结的材料。 例如， 聚乙烯基底连接或。

38、修复应当与适当的聚合物膜， 如低 (LDPE)、 中 (MDPE)、 高密度 (HDPE)、 很高分子量 (VHMWPE) 或超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 配 对。作为另一实例， 具有相同类型电阻线的非溶胀膜可用于熔化和熔合支承膜 5 和基底材 料。 0043 在一些实施方案中， 装溶剂的安瓿可用于在将 MLP 施用到修复位置上之前将溶剂 递送到该 MLP 组合体中。例如， 该安瓿可以是耐溶剂的并集成到 MLP 中以使该安瓿可以在 施用该补片之前在该组合体内破裂并提供用溶剂使该泡沫聚合物粘合剂层饱和。 在一个实 施方案中， 安瓿可以由尼龙、 含氟聚合物等构成。 0044 在进一步实施方案。

39、中， 可以借助集成到MLP中的溶剂连接/注射口实现溶剂递送。 在这样的实施方案中， 可以在临施用之前将溶剂经溶剂注射口递送到该 MLP 中。 0045 MLPs 1、 9 和 / 或 15 可以用如 2008 年 3 月 4 日颁发的 Kenneth H. Green 的名称 为 “Clamp and Repair Tool” 的美国专利 No. 7337648( 其内容全文经此引用结合到本文 ) 中所述的夹具和修复工具 (Clamp and Repair Tool) 施用到塑料管上。例如， 可以将 MLPs 1、 9和/或15放置在夹具的爪中并与塑料管表面接触。 由该夹具施用压力和热以实现连。

40、接 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A7/14 页 11 或修复。 0046 MLPs 1、 9 和 / 或 15 提供优于其它粘合剂体系的优点。首先， 它们容易操作， 因为 不存在自由流动的溶剂。其次， 如果 MLP 1 或 9 包括一个或多个外层 7， 则所得阻隔膜包封 可以进行气密密封以使该溶剂的脱气不显著。第三， MLP 15 能在其中表面加热不足以提供 适当的粘结界面温度的低温条件下进行连接或修复。 0047 图 4 描绘了根据本公开的可替换方面的 MLP 20。通常， MLP 20 可包含提供服装织 物和高强度聚合物的益处的多层复合材料。在一些实。

41、施方案中， MLP 20 可包括聚合物粘合 剂层 23、 服装织物层 25 和高强度聚合材料层 27。聚合物粘合剂层 23 可以由聚烯烃、 聚酰 胺、 聚酯、 PVC、 ABS 或其组合、 和溶剂构成。聚合物粘合剂层 23 可以是聚合物凝胶、 溶胀膜 或泡沫形式。服装织物层 25 可包含任何服装织物， 例如， 棉、 羊毛、 帆布等。或者， 织物层 25 可包含任何天然或合成织物。高强度聚合材料层 27 可包括例如， Spectra 牌网或毡子。 0048 在一些实施方案中， 通过向散布着聚合物粘合剂 23 的两层或更多层这些材料上 施加热来实现服装织物层 25 与高强度聚合物材料层 27 之间。

42、的粘结。通过加热这些层， 不 同材料可永久粘合到优质织物复合材料中。 该织物复合材料的优点包括， 但不限于， 棉的天 然毛细作用和羊毛的热益处以及高强度聚合物的强度和抗切割性与抗渗透性。 0049 实施例制备方法 ： 凝胶 称出聚乙烯以制造 6 重量 %、 8 重量 % 或 10 重量 %(% 聚合物 ) 凝胶。通常一次制造 50 毫升凝胶， 因此称出 3、 4 或 5 克聚乙烯并分别置于 100 毫升圆底烧瓶中。该聚乙烯可以是 低 (LDPE)、 中 (MDPE)、 高密度 (HDPE) 或超高分子量 (UHMWPE)。 0050 将十氢化萘添加到烧瓶中以产生 50 克总凝胶。这是聚乙烯和十。

43、氢化萘的总重量。 0051 将油浴加热至并保持在 145。该油浴位于搅拌板上。将搅拌棒置于圆底烧瓶中 并在此过程中搅拌。 0052 将该十氢化萘 / 聚乙烯混合物在 145下保持 2 小时， 随后使其冷却。 0053 标注该凝胶并储存直至制造凝胶膜时。 0054 当要制造凝胶膜时， 将少量凝胶置于 50 毫升圆底烧瓶中并加热至 145。 0055 一旦该凝胶达到温度， 将其倒到模具上并压平。使所得凝胶膜冷却大约 20 分钟。 0056 将要用作封套的一片聚乙烯膜平置于工作区上。 下面概括的试验中所用的膜是一 般可得的 LDPE “塑料包裹膜 (plastic wrap)” ， 其可以在杂货店购。

44、买。可以使用其它密度的 聚乙烯。这片膜应大到足以完全覆盖预成型凝胶层的顶部和底部且余量足可以密封边缘。 0057 将预成型的聚乙烯凝胶从模具滑到塑料包裹膜上。折叠塑料包裹膜， 因此该凝胶 完全被一层塑料包裹膜覆盖。所得阻隔膜封套由凝胶层位于其上的单层 LDPE 膜与覆盖凝 胶顶部的另一层 LDPE 膜构成。围绕三个开放边缘压紧 LDPE 膜。 0058 实施例凝胶搭接 - 剪切试验 (Lap-Shear Test) 方法和结果 将制成的凝胶置于要粘结的两层聚乙烯基底之间。将该基底 “夹层结构” 置于框架中 以在固化过程中提供恰当的对准。 0059 将该框架和搭接 - 剪切样品置于预热压机中。实。

45、施例试验温度为大约 105 至大约 120。施加的压力范围为大约 5 至大约 50 psi。该粘结形成过程在设定的温度下花费最 少大约 20 分钟。使该搭接剪切样品在测试之前冷却至室温。在表 2 中提供代表性实施例。 0060 通常， 在配有 Carver 压机的加热压板中在改变试样厚度、 压力和温度的情况下使 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A8/14 页 12 用凝胶粘合剂粘合 HDPE 基底。使用 ASTM 标准 D3163、 D3165 和 D5868 的修改版本制备样 品。对表 2 中所示的结果而言， 修改的参数为 ： 搭接 =0.5“ 平方英寸 。

46、(1“ 宽 0.5“ 长 )， 牵 拉速率 =0.5“/ 分钟， 基底厚度 =3/16“， 将 3/16“ 背衬胶粘到基底背部以如 ASTM 标准提供 的那样使样品保持剪切。将基底片切成小片以根据 ASTM 标准用于搭接剪切试验 (overlap shear tests)。用于搭接剪切试验的基底小片为 4.5“1“3/16“。调整垫 (spacers) 为 4“1“3/16“ 且垫板 (doublers) 为 3.5“1“3/16“。 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A9/14 页 13 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A。

47、10/14 页 14 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A11/14 页 15 0061 实施例制备方法 ： 聚乙烯溶胀膜 将装十氢化萘的玻璃容器插入油浴的支架中。将油浴温度设定至 101 至 105 ( 温度 说 明 书 CN 102264482 A CN 102264497 A12/14 页 16 随聚乙烯膜材料而变 ) 并使该浴平衡大约 1 小时。如果该浴已热但十氢化萘容器不热， 为 在这些容器中的十氢化萘留出至少 30 分钟以达到该浴设定点温度。在开始各批膜样品之 前测量各容器中的热十氢化萘的温度。 0062 切割一片所需尺寸的膜(膜样品在所有方向上将。

48、溶胀50-60%)。 该聚乙烯可以低 (LDPE)、 中 (MDPE)、 高密度 (HDPE)、 很高分子量 (VHMWPE) 或超高分子量 (UHMWPE)。 0063 将该膜置于热玻璃十氢化萘容器中， 确保该膜完全浸没到热十氢化萘中。在开始 各批膜样品之前测量和记录各容器中的热十氢化萘温度。 0064 使该膜溶胀所需时间 ( 使用 0.020“ UHMWPE 膜， 对于 20 重量 %， 基线为 40 分钟 )。 重量百分比基于聚合物含量。 0065 一旦达到所需溶胀时间， 用镊子将膜从热十氢化萘中取出并直接投入保存在冷藏 器中的一瓶干净的十氢化萘中。将冷藏瓶 ( 含样品 ) 放回冷藏器中。

49、至少 5 分钟。 0066 使用镊子， 从冷藏瓶中取出经冷却的膜样品并放入可封闭的玻璃容器中或折叠到 LDPE 或铝箔封套中并加标签。 0067 实施例聚乙烯溶胀膜剪切试验方法和结果 将制成的溶胀膜置于要粘结的两层聚乙烯基底之间。将该基底 “夹层结构” 置于框架 中以在固化过程中提供恰当的对准。 0068 将该框架和搭接剪切样品置于预热压机中。为了模拟野外条件， 在不预热压板的 情况下制造一些搭接剪切样品。实施例试验温度为 110 至 120。施加的压力范围为 5 至 50 psi。该粘结形成过程在设定的温度下花费最少大约 20 分钟。使该搭接剪切样品在测 试之前冷却至室温。在表 3 中提供代表性实施例。 0069 通常， 在配有 Carver 压机的加热压板中在改变试样厚度、 压力和温度的情况下使 用溶胀膜粘合剂粘合 HDPE 基底。使用 ASTM 标准 D3163、 D3165 和 D5868 的修改版本制备样 品。对表 2 中所示的结果而言， 修改的。