事实上汽车的任何覆盖件都会受到损伤并且需要修复。汽车包括 各种可能会由于碰撞、误用等而被损伤的内部和外部覆盖件。例如， 汽车保险杠很容易受损并且常常遭受碰撞损伤，包括刮伤、割伤、刺 伤、裂伤等。
通常，修复受损的汽车覆盖件要比更换便宜。特别是当所述汽车 覆盖件只有轻伤如刮伤时，所述轻伤仅影响正面使得仅需对正面进行 处理。但是，对于更加严重的两面都需要处理的损伤如刺伤，修复就 会成为相当费时的过程。此外，这类严重的损伤会影响汽车覆盖件的 结构完整性，完成的修复可能不足以恢复所述的结构完整性或者会导 致汽车覆盖件缺乏其损伤前原有的柔韧性。

本发明的实施方案通过提供一种汽车覆盖件修复层压物解决了这 些和其它的问题，所述层压物被施加到汽车覆盖件的背面或非外观面 以便于对背面进行相对快速的修复，同时提供恢复所述覆盖件结构完 整性所需的能量吸收和适应性特性。
一种实施方案是一种修复层压物，其包括压敏粘合剂、粘合到所 述压敏粘合剂上的塑性变形聚合支撑背衬，且所述支撑背衬的厚度至 少为0.75毫米。
另一种实施方案是一种制备修复层压物的方法，其包括提供压敏 粘合剂。塑性变形聚合支撑背衬的厚度至少为0.75毫米，并且将所述压 敏粘合剂粘合到所述支撑背衬上。
另一种实施方案是一种修复具有正面、背面和受损区域的汽车覆 盖件的方法。将修复层压物施加到所述汽车覆盖件受损区域的背面以 增强该受损区域，所述修复层压物包括粘合到支撑背衬上的压敏粘合 剂。通过将压敏粘合剂粘合至所述背面从而将所述修复层压物施加到 背面上。施加所述修复层压物后，对正面进行装饰性修复。
附图说明
图1示出了表示汽车覆盖件修复层压物的一种实施方案的各层的 横截面视图。
图2示出了修复后汽车覆盖件的横截面图，表明了包括汽车覆盖件 修复层压物的层的修复的各层。

图1示出了本发明的一个实施方案中所用的汽车覆盖件修复层压 物10。所述汽车覆盖件修复层压物10含有压敏粘合剂(PSA)材料12， 所述压敏粘合剂材料包括在橡胶或聚合材料的中心核芯16的相对侧上 的粘合剂层14。在一个实施方案中，所述核芯材料为聚合泡沫形式。 在另一个实施方案中，所述PSA材料可以完全由粘合剂材料组成，从 而不需要分隔开的粘合剂层(未示出)。包括了所述PSA材料12以提 供与汽车覆盖件一致的材料，并且提供了用于抗冲击的能量吸收。关 于汽车覆盖件修复层压物的各种实施方案中PSA变化的细节在下文中 有更详细的讨论。
图1中所示的汽车覆盖件修复层压物10的实施方案也包括粘合到 PSA材料12上的支撑背衬20。支撑背衬20的表面18包括完成支撑背 衬20和PSA材料12之间粘合的增粘剂层22。塑性变形支撑背衬20 和PSA材料12一起共同提供了结构完整性，所述结构完整性是使得从 反面填充所述汽车覆盖件而不会从覆盖件上脱落所必需的。关于汽车 覆盖件修复层压物的各种实施方案中支撑背衬20变化的细节在下文也 中有详细的讨论。
图2示出了按照本发明实施方案修复的汽车覆盖件24。本文所用 的汽车覆盖件包括汽车的任何覆盖件，包括外覆盖件如门、保险杆、 挡泥板等以及内覆盖件如仪表板、门板、中央控制台等。在汽车覆盖 件24的后表面26上施加了增粘层22’，所述增粘层与汽车覆盖件修复 层压物10的粘合剂层14产生粘合。在汽车覆盖件24的受损正面28 上施加增粘层22”和粘合剂填料30，用汽车覆盖件表面28磨平(sanded flush)。施加增粘层22”是为了帮助粘合填料30，然后向汽车覆盖件 24的受损部位施加填料30以填充所存在的任何裂缝或刺伤。应该理解 的是所述增粘层22、22’和22”可以相同也可以不同。
为修复汽车覆盖件24，最初，通过用常规的溶剂清洁表面26来准 备后表面26。然后可用本领域已知的方法清洁(dish out)前表面28 以准备接受填料30。然后将修复层压物露出的PSA层14施加到后表 面26上。然后，通过施加增粘剂22”、在受损区域放入填料30并且进 行任意的抛光步骤(包括磨砂、施加底漆和喷漆)来对前表面28的受 损区域进行修饰性修复。汽车覆盖件24保持了其结构完整性并且会在 修饰性修复步骤中粘合到后表面26上，而不会从覆盖件24上脱落下 来。
可以将汽车覆盖件修复层压物10制成各种形式以用在修复汽车覆 盖件的方法中。在一个实施方案中，所述PSA材料12的厚度可以在 0.125至1.25毫米(mm)之间，且通常约0.40至0.64mm厚。本实施 方案的支撑背衬的厚度可以在0.75至5mm之间，通常在1至2mm之 间。可以将汽车覆盖件修复层压物10制成各种形状和大小，以适合于 应用。在一个或多个实施方案中，汽车覆盖件修复层压物10可具有选 定的大小以使得所述层压物10可以延伸出汽车覆盖件24的受损区域 至少50mm，所述受损区域为填料30所处的位置。在某些实施方案中， 可以用释放衬底(未出示)覆盖所述汽车覆盖件修复层压物10的粘合 剂层14备用。
本发明各种实施方案中所用的PSA材料可选自各种会迅速粘合的 PSA。由于它们的特性，PSA本身具有粘性，即在施加压力时它们不需 接受任何其它处理就会立即瞬时粘合。在一个实施方案中，压敏粘合 剂为丙烯酸泡沫带的形式。丙烯酸泡沫带可以“VHB”和“丙烯酸泡沫带” 的商品名称购自3M公司(圣保罗，明尼苏达)。在另一个实施方案中， 可以使用聚氨酯泡沫带。聚氨酯泡沫带可以“2845 Urethane Foam Tape” “Thermalbond V2100”和“T-Bond II”的商品名称购自Saint-Gobain Performance Plastics(Grandville，纽约)。本发明的压敏粘合材料有利 地不需要用热或辐射固化形成粘合。
美国专利6,103,152(Gehlsen等)、美国专利6,630,531(Khandpur 等)和美国专利6,586,483(Kolb等)中描述了适合的压敏粘合材料的实 例，其公开内容通过引用的方式纳入本说明书。美国专利6,777,080 (Khandpur等)中描述了压敏粘合剂层的另一个实例，其全文也通过引 用的方式纳入本说明书。
在一个实施方案中，如美国专利6,103,152中所述的PSA材料为 丙烯酸聚合物泡沫制品。所述泡沫包括许多微球，其中至少一种为膨 胀型聚合微球。
本文所用的“聚合物泡沫”是指包括聚合物基质的制品，其中所述 制品的密度小于单独的所述聚合物基质的密度。在一个或多个实施方 案中，所述聚合泡沫材料可以具有基本上平滑的表面，这有助于无缝 粘合到底物上。
“基本上平滑”的表面是指Ra值小于约75毫米的表面，如用激光 三角测量表面轮廓仪测量得到。在一个实施方案中，所述表面的Ra值 小于约50微米，在另一个实施方案中，所述表面的Ra值小于约25微 米。某些实施方案的表面也可以用实际不存在的肉眼可见宏观缺陷(如 褶皱、皱折和折痕)来表征。此外，某些实施方案的表面可能是足够 光滑的，使得它可以与所研究的底物充分接触并且从而粘合到其上。
“膨胀型聚合微球”为包括聚合物壳和加热时可以膨胀的核芯材料 的微球，所述核芯材料为气体形式、液体形式或其组合。至少在所述 加热温度下，核芯材料的膨胀相应地会导致所述壳的膨胀。膨胀型微 球是指壳初始可以膨胀或可以进一步膨胀而不会破裂。一些微球可以 含有仅使核芯材料在所述加热温度或接近所述加热温度时膨胀的聚合 物壳。
所述聚合物泡沫PSA材料可以用至少两种不同方式的其中一种来 构建。聚合物泡沫本身可以是粘合剂，或者所述聚合物泡沫材料可以 包括一种或多种粘合到泡沫上的单独的粘合组合物，例如以连续层或 离散结构的形式(例如带、棒条、线状等)，此时泡沫本身不必是粘 合剂。
某些实施方案的聚合物泡沫PSA可以基本上不含氨基甲酸酯交联 物和脲交联物，因此组合物中不需要异氰酸盐。适合用于制备所述聚 合物泡沫的材料的实例为丙烯酸聚合物或共聚物。在某些情况下，例 如需要高粘合强度和/或高模量时，泡沫可以是交联的。
某些实施方案的聚合物泡沫可以包括许多膨胀型聚合微球。所述 泡沫也可包括一种或多种非膨胀型微球，它们可以是聚合的或非聚合 的微球(例如玻璃微球)。一种或多种实施方案的聚合物泡沫材料中 的可膨胀聚合微球的实例可以包括其中壳基本不含偏二氯乙烯单元的 微球。各种实施方案的核芯材料可包括除空气之外加热时会膨胀的材 料。
各种实施方案的泡沫除微球外还可以包含试剂。适合的试剂实例 包括选自增粘剂、增塑剂、颜料、染料、固体填料及其组合的试剂。 所述泡沫也可以包括聚合物基质中的充满气体的孔隙。这类孔隙通常 是按照下述方法形成的：在聚合物基质材料中加入发泡剂，然后活化 所述发泡剂，例如通过将聚合物基质材料暴露于热或辐射下。
某些实施方案的泡沫可能需要包括基本上不交联的或热塑性的聚 合基质材料。某些实施方案的泡沫基质聚合物也需要具有一定程度的 交联。这类交联的一种潜在优势是与较少或没有交联的相同泡沫相比， 所述泡沫将会表现出改进的机械性能(例如增加了粘合强度)。
在一个实施方案中，PSA材料包括聚合物泡沫，所述聚合物泡沫 包括：(a)多种微球，其中至少一种为膨胀型聚合微球(如上所述)， 和(b)基本上不含氨基甲酸酯交联物和脲交联物的聚合物基质。所述 基质包括两种或多种聚合物的共混物，所述共混物中至少一种聚合物 为压敏粘合聚合物(即本身就具有压敏性的聚合物，这与必须与增粘 剂混合以形成压敏组合物的聚合物不同)且至少一种聚合物选自不饱 和热塑性弹性体、不溶于丙烯酸的饱和热塑性弹性体和非压敏粘合热 塑性聚合物。
PSA材料可以用各种方式制备，如通过：(a)在选定用于形成膨 胀型挤压组合物的工艺条件下(包括温度、压力和剪切速率)，熔融 混合聚合物组合物和多种微球，其中一种或多种为膨胀型聚合微球(如 上所述)；(b)将所述组合物通过口模挤出，以形成聚合物泡沫(如 上所述)；和(c)在聚合物组合物离开所述口模前，至少部分膨胀一 种或多种可膨胀聚合微球。在某些实施方案中，可能希望多数(如果 不是全部的话)可膨胀微球在聚合物组合物离开所述口模前，至少部 分膨胀所述可膨胀聚合微球。通过在组合物离开口模前使可膨胀聚合 微球膨胀，可以使所得的挤出泡沫具有更小的公差(tighter tolerances)。
在某些实施方案中可能希望所述PSA材料基本不含溶剂。在一个 实施方案中，所述PSA材料可以含有小于20wt.％的溶剂；在另一个实 施方案中，所述材料可以含有基本上不超过10wt.％的溶剂；在另一个 实施方案中，所述材料可以含有不超过约5wt.％的溶剂。
在一个实施方案中，不同实施方案的PSA材料的平均分子量至少 为约10,000g/ml，在另一个实施方案中，至少约50,000g/ml。在一个 实施方案中，用于制备各种实施方案的PSA材料的聚合物在175℃和 100秒-1的剪切速率下的剪切粘度为至少约30帕斯卡-秒(Pa-s)；在 另一个实施方案中至少约100Pa-s，且在另一个实施方案至少约200 Pa-s。
各种实施方案的PSA泡沫材料也可以是交联的。例如，在挤压后 可以将泡沫暴露于热的、光化学的或离子化的辐射或其组合下以交联 所述泡沫。也可以通过使用基于离子相互作用的化学交联方法来实现 交联。
本发明实施方案中所用的支撑背衬可选自包括塑性变形聚合材料 的各种材料，所述塑性变形聚合材料包括热塑性和热固性材料。塑性 变形使得所述支撑背衬容易成型并维持其形状。在一个实施方案中， 所述塑性变形支撑背衬为连续片。在另一个实施方案中，根据ASTM D-412，所述塑性变形支撑背衬的断裂伸长率至少为50％。在另一个实 施方案中，根据ASTM D-412，所述塑性变形支撑背衬的断裂伸长率至 少为100％。在另一个实施方案中，根据ASTM D-412，所述塑性变形 支撑背衬的断裂伸长率至少为200％。
具体地说，在汽车构造中用于车身侧围成型(body side molding) 的材料和汽车覆层(automotive cladding)的材料可被用作支撑背衬。 实例包括聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、热塑性氨基甲酸酯 (TPU)、反应性注射成型(RIM)聚氨酯塑料和热塑性烯烃(TPO)， 所述热塑烯烃为聚丙烯、聚乙烯和橡胶的共聚物。在另一实施方案中， 也可使用购自PolyOne Corporation(Cleveland，Ohio)的背衬汽车覆层， 商品名称为“Black TPO-TG Compound”。所述支撑背衬可以任选地包括 一种或多种用于其他目的(如装饰)的面漆，它已经被证明可以促进 粘合。
根据受损的车身覆盖件和所采用的修复层压物的类型，本发明中 所用的增粘剂可选自各种材料。示例性的增粘剂包括那些用于丙烯酸 泡沫带、RIM和TPO的增粘剂，可购自3M公司(St.Paul，Minnesota)， 商品名称为3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter，Part No.5907 和3M Automotive Adhesion Promoter，Part number 06396。
当使用溶剂型增粘剂如所述5907或06396增粘剂时，可通过将溶 剂施加到支撑背衬的一面(如TPO的光滑面)来制成修复层压物。然 后使施加了溶剂的支撑背衬的面与PSA接触并施加压力。使所述溶剂 干燥，结果TPO会被粘合到PSA上。
当使用非溶剂型增粘剂时，则可将所述增粘剂施加到支撑背衬上 (如TPO的光滑面)并施加压力。所述增粘剂可被用作可聚合液体并 通过电子束辐射来进行固化，如美国专利6,287,685(Janssen等)和欧洲 专利No.384,598(Johnson等)中所述，其公开内容通过引用的方式纳 入本说明书。这种辐射会导致所述增粘剂的两种单体聚合，这将增粘 剂转移到支撑背衬上。
为进一步说明本发明实施方案的用途，下文结合比较例讨论了仅 出于说明目的而提供的本发明具体实施方案的非限制性实施例。除非 在实施例和比较例的讨论中另有说明，所有提到的部分、百分数和比 例都是基于重量的，且实施例和比较例中用到的所有试剂均购自或可 购自主要化学品供应商如Sigma-Aldrich Chemical Company(Saint Louis， Missouri)，或者可以利用常规技术来合成。
所述实施例和比较例使用下述缩写：
“ADH1”：一种柔韧性氨基甲酸酯粘合剂，购自3M公司(St.Paul， Minnesota)，商品名称为“4125 Universal Adhesive”；
“ADH2”：一种柔韧性氨基甲酸酯粘合剂，购自3M公司，商品 名称为“4240 Universal Adhesive”；
“ADPR1”：一种聚烯烃增粘剂，购自3M公司，商品名称为“3M Automix Polyolefin Adhesion Promoter，Part No.5907”；
“ADPR2”：一种增粘剂，购自3M公司，商品名称为“3M Automotive Adhesion Promoter Part number 06396”；
“FPR1”：一种2-部分环氧树脂，购自3M公司，商品名称为“3M Automix EZ Sand 5887 Flexible Plastic Repair”；
“SCRM1”：一种带有可释放薄膜的结构性平纹棉麻织物，购自3M 公司，商品名称为“4904 Reinforcement Patch”；
“SCRM2”：一种纤维玻璃织物，购自3M公司，商品名称为“3M Fiberglass Cloth，Part number 05838”；
“SCRM3”：一种纤维玻璃垫，购自3M公司，商品名称为“3M Fiberglass Mat，Part number 05837”；
“SCRM4”：一种绑扎带，购自3M公司，商品名称为“Scotch Filament Tape 898，Part number 06895”；
“SSLR1”：一种柔韧性氨基甲酸酯接缝密封剂，购自3M公司， 商品名称为“4227 Seam Sealer”；
“TPO1”：一种1毫米(mm)的黑色热塑性聚烯烃的装饰性汽车 覆层，购自PolyOne Corporation(Cleveland，Ohio)；
“TPO2”：一种2毫米(mm)的黑色热塑性聚烯烃的装饰性汽车 覆层，购自PolyOne Corporation(Cleveland，Ohio)；
“VHB1”：一种25-mil(0.64mm)双面压敏粘合丙烯酸泡沫带， 购自3M公司，商品名称为“4936 VHB Tape”；
“VHB2”：一种15-mil(0.40mm)双面压敏粘合丙烯酸泡沫带， 购自3M公司，商品名称为“4926 VHB Tape”；
为了使测试标准化，在完成背面准备时，将下述所有样品都在20℃ 放置16小时。应该理解的是，在实际应用中，包括本发明实施方案的 样品只会放置20-30分钟。
比较例A
在10.2×10.2×0.32cm的黑色热塑性聚烯烃覆盖件上切出一个 5.08厘米(cm)的中心孔，所述黑色热塑性聚烯烃购自ACT laboratories (Hillsdale，Michigan)，商品名称为“BASF Hifax Black-Flexible TPO Exterior”。然后将在两侧对所述孔进行对切以形成宽0.48cm的环。在 双向磨砂机上用砂纸在覆盖件的两侧进行打毛，所述砂纸购自3M公 司，商品名称为“Grade 80 Imperial Hookit II”；所述磨砂机的型号为 “DAQ”，购自National Detroit，Inc.，Rockford，Illinois。在20℃将ADPR1 施加到所述覆盖件的一面(标记为背面)上并干燥5分钟。将遮蔽带 施加到所述覆盖件的正面上，所述遮蔽胶带购自3M公司，商品名称为 “Scotch Automotive Refinish Masking Tape 233+，Part Number 26340”。 利用3M Spreader，Part Number 05842将ADH1施加到准备的背侧上。 为完成背面准备，将一个10.2×10.2cm的SCRM1片层压进粘合剂中， 移除支撑释放膜，并在20℃让所述粘合剂固化15分钟。移除遮蔽胶带 并且以类似于背面的方式将正面打毛，直至在水平线下形成凹陷。然 后将ADPR1施加到覆盖件的正面上，并且使其在20℃干燥5分钟。然 后用FPR1填充所述孔并且在20℃使其部分固化15分钟，之后使用双 向磨砂机和购自3M公司的“Grade 180 Imperial Hookit II”的覆盖件将所 述塑性修复材料磨平。相应地准备另外4个测试覆盖件。为进行断裂 强度测试，在板上切出一个10.2×6.03cm的试验区域，邻近所述斜边 的外周边。
比较例B
比较例B是按照比较例A所述的方法准备的，除了用SCRM2代 替SCRM1。
比较例C
比较例C是按照比较例B所述的方法准备的，除了用SSLR1代替 ADH1，并且用SCRM3代替SCRM2。
比较例D
比较例D是按照比较例C所述的方法准备的，除了用SCRM3代 替SCRM2。
比较例E
比较例E是按照比较例C所述的方法准备的，除了用SLR1代替 FPR1。
比较例F
比较例F是按照比较例E所述的方法准备的，除了用SCRM2代 替SCRM3。
比较例G
比较例F是按照比较例A所述的方法准备的，除了用ADH2代替 ADH1。
比较例H
比较例H是按照比较例F所述的方法准备的，除了用SCRM1代 替SCRM2。
比较例I
比较例I是按照比较例A所述的方法准备的，除了用五层SCRM4 代替SCRM1，并且用ADPR2代替ADPR1。在线状带的加工方向 (machine direction)上进行断裂强度测试。
比较例J
比较例J是按照比较例I所述的方法准备的，除了在线状带的交叉 料片(cross web)方向上进行断裂强度测试。
实施例1
在10.2×10.2×0.32cm的黑色热塑性聚烯烃覆盖件上切出一个 5.08厘米(cm)的中心孔，所述黑色热塑性聚烯烃购自ACT laboratories (Hillsdale，Michigan)，商品名称为“BASF Hifax Black-Flexible TPO Exterior”。然后在两侧对所述孔进行对切以形成宽0.48cm的环。用双 向磨砂机和“Grade 80 Imperial Hookit II”砂纸将所述覆盖件的正面打 毛。在20℃将ADPR2施加到所述覆盖件的光滑背面上并干燥5分钟。 在20℃将ADPR2施加到22.9×27.9cm的TPO1片的一面上并干燥 5分钟。然后使用手压滚筒将22.9×27.9cm的VHB1片层压到所述 TPO1片的预处理面上，并且将所得的TPO-VHB层压物修剪成10.2× 10.2cm。为完成背面的准备，手动将层压物的泡沫带面压到所述覆盖 件的预处理面上。在20℃将ADPR1施加到所述覆盖件的正面以及所述 泡沫带的暴露面上并干燥5分钟，然后用FPR1填充。在20℃部分固 化15分钟后，使用双向磨砂机和“Grade 180 Imperial Hookit II”砂纸将 所述塑性修复材料的覆盖件磨平。
实施例2
实施例2是按照实施例1所述的方法准备的，除了用VHB2代替 VHB1，并且用TPO2代替TPO1。
当实施例1和2所述的背面层压物被分别准备时，应该理解的是 可以制成较大的形式如圆筒形，包括释放衬底，并且根据需要切成适 当的修复尺寸。因此，预制的层压物为维修车间额外节省了时间。
测试方法
样品准备时间。参照比较例A，将完成测试覆盖件背面的时间评 定为“较慢”、“相同”或“较快”。
抗冲击性。在20℃使用“43-02”型冲击测试仪确定抗冲击性，所 述冲击测试仪购自Testing Machines Inc.(Amityville，New York)。将 测试区域中心位置(修补面朝向(patch face out))对着2.8×1.8cm 的铝块。锤重4.54千克(Kg)且冲击速度为2.1米/秒(m/s)。评估 每个样品的两个测试区域。如果两个测试覆盖件均经受住冲击试验而 没有破裂或出现可见的裂缝，则将其评定为“通过”。
抗张强度。根据ASTM D-638-91，使用“QTest 100”型机器确定 抗张强度，所述机器购自MTS Systems Corporation(Cary，North Carolina)。钳口间隔(Jaw spacing)为7.6cm并且在20℃恒定伸长率 为5.08cm/分钟。所记载的处于断裂点时的抗张强度和拉伸百分数为每 个样品的三个测试区域的平均值。大于500磅/平方英寸(psi)(3.45 兆帕(MPa))的抗张强度被认为是可接受的汽车覆盖件修复。
表1中列出了测试的结果，包括修复速度、所得的抗冲击性以及 修复后所述汽车覆盖件的抗张强度。
  样品   修复速度   耐冲击性   抗张强度   psi(MPa)   BASF Hifax   (无孔)   N/A   通过   1,655(11.41)   BASF Hifax   (有孔)   N/A   通过   1,380(9.52)   比较例A   相同   通过   688(4.74)   比较例B   较慢   通过   995(6.86)   比较例C   较慢   通过   910(6.27)   比较例D   相同   通过   1,165(8.03)   比较例E   较慢   裂开   935(6.45)   比较例F   较慢   裂开   260(1.79)   比较例G   相同   破裂   235(1.62)   比较例I   较慢   通过   655(4.52)   比较例J   较慢   裂开   2,200(15.17)   比较例H   较慢   破裂   163(1.12)   实施例1   较快   通过   590(4.07)   实施例2   较快   通过   625(4.31)
可以看出使用本发明的实施方案会产生比大多数比较例更快的修 复速度，同时也通过了所述抗冲击性试验并且给出了合乎汽车覆盖件 修复需要的抗张强度。