[发明专利]可膨胀聚烯烃组合物和含有膨胀聚烯烃组合物的隔绝车辆部件

说明书

本申请要求2006年4月6日提交的美国临时申请No.60/790,328 的权益。

本发明涉及可膨胀聚烯烃组合物及其作为现场发泡增强和/或隔绝 材料的用途。

聚合泡沫越来越多地用在汽车工业中。这些泡沫用于结构增强、 防腐蚀和减轻声音和振动。在许多情况下，如果泡沫可以在需要该泡 沫的位置成型而非将预发泡的部件组装到该结构其余部分上，制造是 最简单最廉价的。

现场发泡制剂已获偏爱，因为在许多情况下，发泡步骤可以整合 到其它制造法中。在许多情况下，发泡步骤可以与汽车涂布(例如阳 离子沉积底漆，如所谓的“E-涂层”材料)同时进行。这些泡沫在这类情 况下可以通过在施加E-涂层之前或之后，将反应性泡沫制剂涂施到汽 车部件或分装件上并随后烘烤涂层来成型。泡沫制剂随后在烘烤涂层 时膨胀并固化。

在这些用途中使用聚氨酯泡沫，因为它们通常表现出与基底的优 异粘合性。但是，聚氨酯泡沫具有两个显著问题。第一问题在于，这 些泡沫制剂通常是双组分组合物。这意味着，原材料必须计量加入、 混合并分配，这通常需要不仅昂贵还会占据大量工厂空间的设备。一 些单组分湿固化性聚氨酯泡沫组合物可用在这些用途中，但湿固化缓 慢且通常不能产生低密度泡沫。

聚氨酯泡沫的第二问题在于，工人暴露在反应性化学品，如胺和 异氰酸酯中。

除这些问题外，可发泡聚氨酯组合物通常必须在涂层(如E-涂层) 烘烤和固化后施加。

由于这些问题，已经试图用可膨胀聚烯烃组合物替代聚氨酯泡沫。 聚烯烃具有是固态单组分材料的优点。因此，它们可以挤出或以其它 方式成型为便于插入需要泡沫增强或隔绝的特定空腔中的形状和尺 寸。可以配制这些组合物以使它们在E-涂层烘烤步骤的条件下膨胀。

耐热性和与基底的粘合性是与可膨胀聚烯烃组合物相关的考虑因 素，出于这些原因，乙烯与极性含氧单体的共聚物在这些用途中受到 偏爱。因此，例如，在美国专利No.5,385,951中，乙烯-甲基丙烯酸甲 酯共聚物因其发泡特性、热稳定性和粘合性而被描述为所选聚烯烃。 在EP 452 527A1和EP 457 928 A1中，由于这些共聚物的耐热性，乙 烯和极性共聚单体如乙酸乙烯酯的共聚物是优选的。WO 01/30906描 述了使用马来酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

可膨胀聚烯烃在这些用途中尚未达到最佳。稳定的泡沫制剂要求 聚烯烃在膨胀过程中交联。与聚烯烃的软化和膨胀剂的活化有关的交 联反应的时机选择非常重要。交联反应的时机选择非常重要。如果太 早发生交联，树脂体(resinous mass)不能完全膨胀。延迟交联也会造 成不完全膨胀或甚至泡沫崩塌。由于这些问题，市售可膨胀聚烯烃产 品通常膨胀至其初始体积的仅300至1600％。需要更高的膨胀以使用 最少量的材料更完全地填充空腔。膨胀至其初始体积的1800％或更大， 尤其是2000％或更大的材料高度合意。

如美国专利No.5,385,951、EP 452 527A1、EP 457 928A1和WO 01/30906中所述的组合物的另一复杂情况在于，聚烯烃在膨胀过程中 往往太早软化。软化的或熔融的树脂往往在其可以交联和膨胀之前流 向空腔底部。如果空腔不能留住流体，该聚烯烃组合物甚至可在发生 膨胀和交联之前漏出。

因此，膨胀材料往往占据空腔底部而非均匀填充可用空间。如果 空腔小，可以通过简单使用更多的可膨胀组合物来解决该问题。在要 填充更大或更复杂的空腔时，这提高了成本并且没有解决该问题。在 一些情况下，仅在一部分空腔中需要增强或隔绝。由于可膨胀聚烯烃 在加热时流动的趋势，在这些情况下使用可膨胀聚烯烃是非常困难的， 除非该部分正好是空腔的底部。