[发明专利]包含环状碳酸酯和碱的可膨胀组合物

说明书

本申请涉及可热膨胀组合物，其包含至少一种含至少两个环状碳酸酯基团的有机化合物、至少一种具有至少一个官能团(其具有大于3的pKa值)的化合物、和至少一种碱；涉及包含所述组合物的成形体；而且涉及使用这种类型的成形体而用于密封和填充部件中的空隙、用于加强或增强部件(特别是中空部件)、和用于粘合可动部件的方法。

本申请涉及可热膨胀组合物，其包含至少一种含至少两个环状碳酸酯基团的有机化合物、至少一种具有至少一个官能团(其具有大于3的pKa值)的化合物、和至少一种碱；涉及包含该组合物的成形体(shaped body)；以及涉及使用这种类型的成形体而用于密封和填充部件中的中空空间、用于加强或增强部件(特别是中空部件)、和用于粘合可动部件(movable component)的方法。

现代车辆和车辆部件具有多个中空空间，这些中空空间必须被密封以防止湿气和污物的进入，因为这可能会导致相应主体部件从内到外的腐蚀。这特别适用于现代自支撑体结构，其中重的框架构造被由预制的中空空间型材制成的轻质、结构稳定的框架代替。作为该系统的结果，这种类型的构造具有一系列中空空间，这些空间必须被密封以防止湿气和污物的进入。这种密封也用于防止在这种类型的中空空间中传播空气声的目的，因此减小令人不快的车辆运行噪声和风噪声，从而增加车辆中的驾驶舒适性。

在这种类型的中空空间中带来密封和/或声学效果的挡板部件通常被称为“支柱填充物”、“隔板”或“隔音板”。它们通常或完全由可热膨胀成形体组成或由在其周边区域中包含载体和可膨胀聚合物组合物的成形体组成。这些挡板部件在壳体构造期间通过钩挂、夹持、旋拧或焊接而被紧固到开放结构。在壳体构造期间关闭结构并且进一步预处理主体之后，然后将用于固化阴极浸渍涂层的炉子的工艺热量用来触发挡板部件的可膨胀部分的膨胀，从而密封中空空间的横截面。

此外，在现代车辆中，越来越需要意欲用于尺寸一致的批量生产并且具有预定刚度和结构强度的金属轻质部件。在车辆构造中，特别是，由于期望减轻重量，需要由仍具有足够的刚度和结构强度的薄壁片材构成的金属轻质部件。在这种情况下还使用了赋予必要的支撑性质的由可热膨胀组合物制成的成形体。

相应的可热膨胀组合物描述于例如公布文本WO 2008/034755、WO 2007/039309、WO 2013/017536和德国申请10 2012 221 192.6中。这些可热膨胀组合物也用于汽车领域中。

现今，发泡剂——例如，ADCA(偶氮二甲酰胺)、OBSH(4,4'-氧双(苯磺酰肼))、DNPT(二亚硝基五亚甲基四胺)、PTSS(对甲苯氨基脲)、BSH(苯-4-磺酰肼(benzene-4-sulfonohydrazide))、TSH(甲苯-4-磺酰肼(toluene-4-sulfonohydrazide))、5-PT(5-苯基四唑)等——用于这种类型的可膨胀组合物中，例如在汽车制造中用于密封和粘合基于乙烯乙酸乙烯酯的中空空间分隔物的硫化橡胶(硫、过氧化物或苯醌二肟)、基于环氧树脂的支撑泡沫和可膨胀密封剂中。

这些发泡剂的缺点在于，它们可能会触发呼吸致敏，从毒理学角度来看通常是有问题的，或者是易爆炸的。此外，这些发泡剂的分解产生副产物，例如氨、甲酰胺、甲醛或亚硝胺；根据全球汽车申报物质清单(GADSL，Global Automotive Declarable SubstanceList)、IFA(职业健康和安全研究所，Institute for Occupational Health and Safety)CMR清单08/2012或IFA报告“危险物质索引2012(Index of hazardous substances2012)”，这些物质在汽车制造中是被禁止的。此外，当使用发泡剂时，VOC含量(挥发性有机化合物的含量)非常高。因此，这些发泡剂已经通过REACH法规被分类为SVHC，并且很可能被禁止。作为这些发泡剂的替代，可以使用物理发泡剂，其通常由被聚合物壳包封的气体或轻微挥发性物质(例如戊烷)组成。然而，这些发泡剂的使用是不利的，因为必须使用相对高质量的发泡剂来实现高膨胀率。此外，可膨胀组合物必须不包含影响聚合物壳的稳定性的任何组分，因为否则发泡剂在其预期使用之前蒸发，并且这常常也是高度易燃的。