[发明专利]制备可热膨胀材料的方法

说明书

本发明公开了一种可热膨胀的组合物，包含至少一种环氧官能的聚合物EP，任选地至少一种热塑性聚合物P，至少一种化学发泡剂B和任选地至少一种活化剂A，其中所述环氧官能的聚合物EP在膨胀之前在组合物中以基于总的组合物计30‑75wt％的量存在，和所述环氧官能的聚合物EP每kg聚合物EP包含至少300mmol环氧基团，和其中所述化学发泡剂B在热分解下能够形成至少一种具有两个氨基基团的反应产物，和所述化学发泡剂B在膨胀之前在组合物中以基于总的组合物计5‑30wt％的量存在。可热膨胀的组合物能够在不使用过氧化物交联剂的情况下膨胀和固化，并且在膨胀稳定性和粘附性方面显示出优异的性能，并且尤其适用于阻挡和/或增强元件，例如在汽车制造中。

技术领域

本申请涉及一种可热膨胀的热塑性组合物，其产生稳定的发泡材料，以及包含这种可热膨胀的组合物的用于中空结构的阻挡和/或增强元件，用于制造这种阻挡和/或增强元件的方法，其用于密封、阻挡或增强中空结构的用途，和用于密封、阻挡或增强中空结构的方法。

发明背景

制品经常包含开孔和空腔或者其他中空部件，它们是由制造方法形成的和/或它们被设计到用于不同目的例如减重的产品中。汽车车辆例如在整个车辆中包括若干这样的开孔和空腔，包括在车辆的结构柱中和车门的金属板中的那些。经常令人期望的是依靠置于所述开孔或者空腔中的密封构件或者阻挡元件密封这样的开孔和空腔来最小化噪音、振动、烟雾、脏物、水、湿气等从车辆内一个区域送到另一区域。同样，这样的构件或者元件经常要满足增强制品例如汽车部件的中空结构的额外任务，以使得它变得更耐机械应力，但是仍然保持中空结构的低重量优点。

这样的用于密封、阻挡或者增强的元件经常由以下组成：由塑料、金属或者另外的刚性材料制成的载体，和连接到其上的一个或多个层的热塑性材料，其能够在施加热或者另外的物理或化学形式的能量时使其体积膨胀，但是它们也可以完全由可膨胀材料制成。使用适当的设计，可以将阻挡或者增强元件在制造方法过程中插入所述结构的中空部分中，但是还使得所述结构内壁仍然是例如液体可进入的(或者所述空腔是液体可通过的)。例如在车辆的制造方法过程中，金属框架的中空部分可以仍然大部分覆盖有电涂层(“e-coat”)液体，而阻挡或者增强元件已经插入，并且随后在热处理步骤过程中，该阻挡或者增强元件的可膨胀热塑性材料如所期望的那样膨胀以填充所述空腔。

这样的阻挡或者增强元件的发展已经导致了非常高级的体系，其中可膨胀材料能够将它的体积增大直至1500％或者更大，形成填充所述空腔的泡沫状结构和粘附到打算密封、阻挡或增强的结构的壁上。尤其是在汽车制造中，这已经导致相当大的减重和导致车体中噪音或震动的优异的阻隔。

目前使用的可热膨胀组合物经常由聚合物例如乙烯-乙酸乙烯酯聚合物组成，其可以通过使用例如过氧化物作为引发剂经由自由基化学机制而交联。为了获得泡沫，这些组合物此外含有发泡剂。在活化条件例如升高的温度下，发生通过可交联网络的自由基化学的固化，同时发泡剂分解和释放气体。这导致上述的体积膨胀和形成稳定的泡沫，其在理想情况下填充目标空腔和粘附到它的壁上。这样的体系例如公开在DE 102011080223A1中。

虽然这些标准可膨胀组合物被充分优化成高度先进的产品，但它们仍然遭受其自由基化学固化机理固有的显著缺点。过氧化物引发剂在升高的温度下活化，因此限制了含有这些化合物的组合物的储存稳定性，因为它们甚至在环境温度下就会随时间缓慢分解，这一问题在炎热气候或非理想的储存条件下变得更加严重。此外，由于它们的氧化性质，过氧化物可引起组合物本身和其上使用它们的周围基材的氧化副反应，从而潜在地导致损坏和劣化。必须通过使用昂贵的抗氧化剂来抑制或缓和这些反应，这对于可膨胀组合物的配方造成显著的成本负担。

因此，令人期望的是获得一种可热膨胀的组合物，其通过使用其不同的固化方法代替自由基化学固化机制而克服这些缺陷。

发明概述