固态可热膨胀材料制造技术

本发明专利技术提供了一种固态可热膨胀材料。该材料包含基本上不含液态环氧树脂和半固态环氧树脂的固态环氧树脂。该材料还包含冲击改性剂，固化剂和热活化发泡剂。该冲击改性剂在一个实施方案中包含橡胶，而在另一实施方案中基本上不含橡胶。该材料经热活化后会发生膨胀并粘合在基体上。本发明专利技术还提供了固化的膨胀增强材料以及增强基体的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态可热膨胀材料本申请享有美国临时申请60/696183 (申请日2005年7月1曰) 优先权的权益，此申请内容也列入本文供参考。
长久以来，可热膨胀材料已用于汽车工业和其它若干工业中。可 热膨胀材料可用作隔音材料，也可用作结构增强材料。例如，可将一 些可膨胀材料模塑在载体上并置于汽车的内腔如立柱内腔中。然后， 可将可膨胀材料加热至活化温度。当材料被活化时，发生膨胀。 一旦 膨胀，该材料就粘固在至少部分汽车内腔中，而有效地使内腔密封。 膨胀后，材料发生固化。该固化材料具有隔音或阻隔作用。此外，作为实例， 一些可膨胀材料可为包括汽车中表面在内的各 种表面起结构增强作用。例如，可将可膨胀材料(本身或与载体一起) 配置在汽车构件(如框形梁等)中的基体(如塑料表面或金属表面等) 上或其附近。然后，将该材料加热至活化温度。当材料被活化时，发 生膨胀。 一旦膨胀，该材料就会粘固在至少部分基体上。膨胀后，材 料发生固化。该固化材料对基体起结构增强作用。这就是说，由于固 化材料的存在，该基体不易发生弯曲、扭曲、皱缩等现象。
技术介绍
Sika Corporation (Madison Heights, Michigan)已销售商品名为 SIKABAFFLE的可热膨胀材料，该材料已公开在美国专利5266133 和5373027中，该两专利内容已全文列入本文供参考。Sika Corporation也销售商品名为SIKAREINFORCER的可热膨胀增强材 料。Sika Corporation拥有的一系列可热膨胀增强材料已公开在美国 专利6387470中，该专利内容已列入本文供参考。用于增强目的的可热膨胀材料应具有一些所希望的特性。有利的 是，处于未固化状态的可热膨胀材料应具有可易于采用现有制造设备来进行加工，其表面基本上不粘，以便于处理的一致性。有利的是， 处于未固化的可膨胀材料能避免在高湿、高温环境下发生过早固化和/ 或发生其它降解。处于固化状态的可热膨胀材料应在约-40"C-约80'C的温度范围内 大体上保持其机械性能。所谓机械性能大体保持是指如果在此温度 范围内的机械性能的最高值量级为5C，则在此温度范围内的机械性能的 最低值为约0.85c。已固化材料的玻璃化转变温度应为至少约卯。C或更 高。已固化材料的其它理想的玻璃化转变温度为至少约95'C，至少约 IOO'C以及至少约105°C。
技术实现思路
本专利技术提供一种固态可热膨胀材料，具有可热膨胀增强材料所应 具有的一种或多种特性。本文介绍了几种固态可热膨胀材料的实施方 案。所述实施方案不是对所附权利要求规定的本专利技术范围的限制。一 种固态可热膨胀材料包含固态环氧树脂(基本上不含液态环氧树脂和 半固态环氧树脂)、冲击改性剂和固化剂。由于基本上不含会迁移到材 料外表面而使材料发粘的液态环氧树脂或半固态环氧树脂，因而该未 固化可膨胀材料在至少约O'C-约40'C范围内具有基本不粘，并在50 。C附近也可基本上保持不粘的外表面。令人惊奇的是，未固化的固态 可热膨胀材料是不脆的。因此，在不含或基本不含液态环氧树脂和半 固态环氧树脂的情况下，该未固化树脂材料令人意外地易于釆用普通 制造设备来进行加工。一种固态可热膨胀材料的实施方案包含一种基本不含天然或合成 橡胶的沖击改性剂。在该实施方案中，冲击改性剂包含一种或多种具 有能与环氧树脂的环氧基团发生反应以提高可膨胀材料的综合稳定性 的官能基团的热塑性化学品。在该实施方案中的固态可热膨胀材料具 有出人预料的稳定性，环氧树脂与 一种或多种热塑性沖击改性剂之间 几乎不会以至完全不会发生相分离。这种沖击改性剂会使固态可热膨 胀材料在不含或基本不含橡胶、液态环氧树脂或半固态环氧树脂的情 况下仍具有出人意料水平的加工性。不含或基本不含橡胶的冲击改性剂具有额外的优点该实施方案中固化材料的玻璃化转变温度为至少约ioox:，并可以为至少约105r或为至少约iior。一个固态可热膨胀材料的实施方案包含含有天然或合成橡胶的沖 击改性剂。该实施方案还可包含含有一种或多种能提高可膨胀材料综 合稳定性的官能基团的热塑性化合物。在该实施方案中的橡胶能提高 固态材料的附加的加工性能，同时能使固化材料的玻璃化转变温度为至少约90'C，也可为至少约95"C。一个固态可热膨胀材料的实施方案包括含芳族聚酰胺纤维的去湿 调节体系。在高温/高湿环境下运输和贮存期间，要完全阻止或避免未 固化可热膨胀材料吸收水分是很困难的。该实施方案还研究了在加热/ 膨胀期间通过调节未固化材料释放水分的方法来避免水分的吸收。不 希望未固化的可膨胀材料中存在过多的水分，因为在膨胀期间过多的 水分会损害可膨胀材料。这是由于在膨胀过程中，热量会使通过发泡 材料的气流发生激烈的爆裂，从而导致在固化材料中形成不规则和不 均匀的泡孔结构。已出人意料地发现，芳族聚酰胺纤维在膨胀期间会 形成能调节气流释放的网状物理筛。这种调节作用能减少气流激烈的 爆裂或使其降至最低。虽然已公开了芳族聚酰胺纤维可在可热膨胀材 料中用作触变剂，但未提及这种新用途。附图说明图1是汽车车体透视图，图2是汽车车体中梁架的剖视图，图中显示配置在梁架中的未固 化可膨胀材料，图3是在梁架中配置有已固化材料的梁架剖视图， 图4是其上配置有固态可热膨胀材料的载体透视图， 图5是其中配置有固态可热膨胀材料的栽体透视图。具体实施方式图1-5所示的是上述固态可热膨胀材料的许多可能的用途之一。 图1-5不是将本专利技术限于汽车工业或限于汽车工业中的任一特定用 途。在图1中，对汽车2中许多可用固态可热膨胀材料进行增强的部件(但不是全部)进行了标识。汽车2中可增强的结构包括(但不受 此限制)A-立柱4，薄板轧块6，儿童座椅减震加强件IO，梁架12， 横构件14，油箱密封层16，发动机罩18，保险杠20, B-立柱22和门 /升降门24。图2和图3是薄板轧块6的剖视图。在图2中，配置在薄 板轧块6中的固态可热膨胀材料8还未固化。在图3中，材料8已固 化。虽然图3显示的是固化材料只是部分填充在内腔中，但仍可认为 固化材料可密封或基本密封该内腔。在图4中，栽体26 (可以是金属或塑料)上配置有未固化材料8 (通过注塑或任何其它技术形成)。载体26和材料8 —起构成汽车部 件28。部件28可插入汽车车体内腔中，然后当加热至活化温度时， 材料8膨胀并固化，以致使材料8粘固在汽车车体内腔的基体上而起 到增强作用。在图5中， 一种替代的载体30 (可以是金属或塑料)上 栽有其上配置的未固化材料8 (通过注塑或任何其它技术形成)。栽体 30和材料8 —起构成汽车部件32。部件32可插入汽车车体内腔中， 然后当加热至活化温度时，材料8膨胀并固化，以致使材料8粘固在 汽车车体内腔的基体上而起到增强作用。图I-5展示的只是许多有关方法中的一种，固态可热膨胀材料8 可用来增强汽车内的基体或其它结构。在另一个实施方案中，通过模 塑或一些其它方法将材料8配置在载体上，然后将该载体插入和任选 固定在梁架6内，然后进行固化。此外，材料8不管是否载持在载体 上，都可用在汽车2中来增强基体。固态环氧树脂。环氧树脂是指含有多个环氧基团的一大类化学品。环氧树脂在技 术上是众所周知的，在En本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可热膨胀材料，该材料包含：　　　　（ａ）基本不含（ｉ）液态环氧树脂和（ｉｉ）半固态环氧树脂的固态环氧树脂，　　　　（ｂ）冲击改性剂，　　　　（ｃ）固化剂以及　　　　（ｄ）热活化发泡剂，所述材料经热活化后可粘合到基材上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S罗森伯格，C科瓦，F赫费林，J芬特，N布兰克，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]