[发明专利]具有伴随着膨胀和固化的热塑性泡沫

说明书

本申请公开了一种可热膨胀的组合物，其包含20‑85wt％的至少一种可通过自由基反应交联的热塑性聚合物P，2‑15wt％的至少一种偶氮自由基引发剂I，任选地最多25wt％的至少一种粘合促进剂AD，最多10wt％的至少一种增粘剂T，最多2.5wt％的至少一种抗氧剂AO，和最多2.5wt％的至少一种聚丙烯酸酯AC，其具有小于2500g/mol的分子量，其中各个量均基于膨胀前的总组合物计。所述可热膨胀的组合物不含通常使用的发泡剂例如偶氮二甲酰胺，但在120℃至200℃的宽温度范围内在膨胀稳定性方面表现出优异的性能，并且尤其适用于阻隔和/或增强元件，例如在汽车制造业中的。

技术领域

本发明涉及一种产生稳定发泡材料的可热膨胀的热塑性组合物，以及包含这种可热膨胀的组合物的用于中空结构的阻隔和/或增强元件，用于制造这种阻隔和/或增强元件的方法，其用于密封、阻隔或增强中空结构的用途，和用于密封、阻隔或增强中空结构的方法。

发明背景

制造的产品通常含有由制造过程产生的和/或为了各种目的(例如减重)而设计到产品中的孔和空腔或其他中空部件。例如，汽车在整个车辆中包括若干这样的孔和空腔，包括车辆的结构支柱和车门的金属板中的孔和空腔。通常希望密封这些孔和空腔，以便借助于内置入所述孔或空腔的密封构件或阻隔元件将噪声、振动、烟雾、污垢、水、水分等从车辆内的一个区域到另一个区域的传递最小化。同样地，这些构件或元件通常满足增强制成品的中空结构(例如汽车部件)的附加任务，使得它变得更耐机械应力，但仍然保持中空结构的低重量优势。

用于密封、阻隔或增强的这种元件通常由塑料、金属或其他刚性材料制成的载体，以及附着在其上的一层或多层热塑性材料组成，当施加热或其它物理或化学形式的能量时该热塑性材料能够膨胀，但它们也可以完全由可膨胀材料制成。使用适当的设计，可以在制造过程中将阻隔或增强元件插入结构的中空部分中，但也可以使结构的内壁仍然可以被例如液体触及(或空腔可通过)。例如，在车辆的制造过程中，金属框架的中空部分仍然可以大部分被电镀(“e-涂层”)液体所覆盖，同时阻隔或增强元件已经插入，并且之后在热处理步骤中，阻隔或增强元件的可膨胀热塑性材料膨胀以按预期填充空腔。

这种阻隔或增强元件的发展导致了非常先进的系统，其中可膨胀材料能够将其体积增加高达百分之数百，形成稳定、交联的泡沫状结构，其填充空腔并粘附于旨在密封、阻隔或增强的结构壁上。尤其是在汽车制造中，这导致了相当大的重量减轻和优异的车身中噪音或振动的抑制。

目前所采用的可热膨胀的组合物通常由聚合物，例如乙烯-乙酸乙烯酯聚合物组成，其可以通过自由基引发剂交联，最常见的是过氧化物。为了获得泡沫，这些组合物还含有发泡剂，最广泛使用的是偶氮二甲酰胺(也称为偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酰胺)和4,4'-氧二苯磺酰肼(缩写为OBSH)。在活化条件下，例如升高的温度，发生可交联网络的固化，同时发泡剂分解并释放气体。这导致上述体积膨胀和稳定泡沫的形成，在理想情况下，泡沫按预期填充空腔并粘附在其壁上。这种体系例如在DE102011080223A1中公开。

通常，如果通过热活化膨胀，则这些组合物在约180℃的温度下形成稳定的泡沫，这对应于通常在汽车制造中应用的热处理条件，例如在e-涂层烘烤过程中。然而，汽车制造的最新发展已经引发了对能够在显著更低的温度即150℃或更低温度下形成稳定泡沫的材料的需求。现有技术的标准可膨胀热塑性组合物通常不能满足这一要求。

与上述已确立的解决方案相关的另一个问题是最常用的发泡剂，特别是偶氮二甲酰胺，越来越多地面临关于健康和安全问题的监管问题。

因此，希望获得一种可膨胀的热塑性组合物，其克服了现有技术的这些问题。

发明概述

本发明的目的在于提供一种可热膨胀的组合物，它能够在很宽的温度范围内均匀膨胀，例在120℃和200℃之间，特别是在超低温，即120℃和150℃之间，并且可产生稳定的膨胀泡沫，其具有优异的粘合性能，同时优选不使用偶氮二甲酰胺或OBSH发泡剂。