[发明专利]具有改善机械性能的形状记忆材料

说明书

本发明涉及一种组合物，其包含基于环氧的可固化粘合剂，所述可固化粘合剂包含至少一种环氧树脂改性的丙烯腈‑丁二烯共聚物和至少一种热塑性弹性体，其中至少一种热塑性弹性体在可固化粘合剂中作为穿透聚合物网络存在。本发明还涉及由该组合物组成的可膨胀的制品，包含支撑件和可膨胀制品的增强元件，用于增强结构部件空腔的方法，和组合物用作形状记忆材料的用途。

技术领域

本发明涉及用于增强结构部件的可膨胀的粘合剂组合物领域，例如在汽车车身中使用的那些。特别地，本发明涉及粘合剂组合物，其可以向所需的方向膨胀，即使不使用物理或化学发泡剂。

发明背景

空心结构部件通常用于车身和/或框架中，以减轻水、陆地或空中交通工具的重量。尤其是在汽车工业中，为了满足日益严格的燃料经济性和排放要求，减轻汽车重量一直是现代汽车设计中的重要挑战。中空结构部件的使用提供了减轻车辆重量的有效手段，但同时也导致结构的稳定性和强度降低。另外，由于中空部件的较大表面，如果水分或污垢进入其中，则空腔提供较大的腐蚀接触表面。例如由风或振动引起的噪声也可以有效地在这种空腔中或沿着这些空腔传递。

为了满足安全和结构性能要求，通常使用局部增强元件来增强中空结构部件。这种增强元件通常由金属和/或塑料或这些材料的组合组成。另外，可膨胀组合物、特别是可膨胀粘合剂组合物，也称为结构泡沫，经常用于难以到达的位置中，例如在安装部件之后只能被加强或密封的位置。在车辆结构或车身的生产中通常就是这种情况。结构泡沫的优点在于，它们可以未膨胀的状态插入空腔中，并在部件安装后发泡，特别是通过提高温度而发泡。因此，空腔的内壁例如可以在安装增强元件之后通过阴极浸涂(KTL)被完全涂覆，并且随后通过活化结构泡沫而被增强。在此，通常在烘箱中固化所施加的KTL层期间进行发泡。现有技术的结构泡沫通常具有缺点，即粘合剂的机械性能通常受到发泡过程的不利影响。

还已经提出可以用作形状记忆材料的粘合剂组合物作为结构泡沫的替代物。公开的专利申请WO 2011/117402和WO 2011/117398公开了包含可固化结构粘合剂和至少一种热塑性弹性体的组合物。例如，通过将组合物加热至可固化粘合剂的玻璃化转变温度以上，可以将这些组合物从尺寸稳定的临时形状变为膨胀的永久形状。当用于增强结构部件的空腔时，以变形形状提供的组合物被插入结构部件的空腔中，膨胀并且通过引发粘合剂的固化反应而固化。

具有形状记忆特性的可膨胀粘合剂具有优于结构泡沫的优点，即无需发泡过程即可进行膨胀，并因此可以很好地保持固化粘合剂的机械性能。然而，事实证明，使用在WO2011/117402和WO 2011/117398中公开的组合物难以实现基于形状记忆效应的高恢复率与良好的机械性能，特别是高搭接剪切强度的组合。特别地，已经发现增加热塑性弹性体的量能够实现高恢复率，但是对固化的粘合剂的机械性能并非没有负面影响。

因此，仍然需要可膨胀的粘合剂组合物，其可用于提供用于增强结构部件的空腔的增强元件，并且在粘合剂固化之后提供高的膨胀率和高的机械性能。

发明概述

本发明的目的是提供一种组合物，其能够解决或至少部分减轻与适用于提供增强元件的现有技术的可膨胀粘合剂有关的问题。

本发明的主题是如权利要求1所定义的组合物。

令人惊讶地发现，包含可固化环氧树脂粘合剂的组合物提供了基于形状记忆效应的高恢复率以及在固化环氧树脂粘合剂之后高的机械性能，所述可固化的环氧树脂粘合剂含有至少一种环氧树脂改性的丙烯腈-丁二烯共聚物和至少一种热塑性弹性体。

本发明组合物的优点之一是其可以用于提供可膨胀的制品而无需使用化学或物理发泡剂。

本发明的组合物的另一个优点是其提供了与高强度反应性粘合剂相当的机械性能和典型增强应用中所需的基于形状记忆效应的恢复率。

本发明的其他方面在其他独立权利要求中呈现。本发明优选的方面在从属权利要求中呈现。