当在薄层中使用时具有改进的膨胀行为的新型泡沫制造技术

本发明专利技术公开了一种可热膨胀的组合物，其包含(a)至少一种可通过自由基引发剂交联的聚合物P，和(b)至少一种丙烯酸酯A，和(c)至少一种自由基引发剂，和(d)至少一种发泡剂，(e)至少一种表面活性剂，其中所述表面活性剂是磺酸盐。所述可热膨胀的组合物在以薄层形式使用时能够提供充分的膨胀行为并尤其适用于挡板和/或增强元件，例如在汽车制造中。

A new type of foam with improved expansion behavior when used in thin layers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】当在薄层中使用时具有改进的膨胀行为的新型泡沫
本专利技术涉及一种可热膨胀的组合物，其包含至少一种丙烯酸酯、至少一种自由基引发剂和至少一种表面活性剂，其中所述表面活性剂是磺酸盐，以及包含这样的可热膨胀的组合物的用于中空结构的挡板和/或增强元件、制造这样的挡板和/或增强元件的方法、其用于密封、折挡(baffle)或增强中空结构的用途、和密封、折挡或增强中空结构的方法。
技术介绍
制造的产品经常含有源自制造过程和/或为各种目的，如减轻重量而设计到产品中的孔和空腔或其它中空部分。机动车例如在车辆各处包括若干这样的孔和空腔，包括在车辆的结构柱中和在车门的金属板中。经常希望借助构造到孔或空腔中的密封元件或挡板元件密封这样的孔和空腔，以使噪音、振动、烟气、灰尘、水、湿气等最小化地从车辆内的一个区域传递到另一区域。同样地，这样的构件或元件经常完成增强所制造的产品，例如汽车部件的中空结构的额外任务，以使其变得更耐受机械应力但仍保持中空结构的低重量优点。用于密封、折挡或增强的此类元件经常由载体(由塑料、金属或另外的刚性材料制成)和附接于其上的一个或多个热塑性材料层(其能在施加热或另外的物理或化学形式的能量时发生体积膨胀)构成，但它们也可完全由可膨胀材料制成。使用适当的设计时，有可能在制造过程中将挡板或增强元件嵌入该结构的中空部分，但也留下该结构的内壁仍为例如液体可达的(或空腔可供通过)。例如，在车辆的制造过程中，在已嵌入挡板或增强元件的同时，金属框架的中空部分仍可在很大程度上被电泳涂布液覆盖，并且此后在热处理步骤的过程中，挡板或增强元件的可膨胀热塑性材料膨胀以如预期的那样填充空腔。这样的挡板或增强元件的发展已带来非常先进的系统，其中可膨胀材料能将其体积增加高达1500％或更大，以形成填充空腔并粘附到意于要被密封、折挡或增强的结构的壁上的泡沫样结构。尤其在汽车制造中，这已带来显著的重量减轻和优异的对车身中的噪音或振动的阻尼。目前使用的可热膨胀的组合物经常由可通过过氧化物交联的聚合物，如乙烯-乙酸乙烯酯聚合物连同在固化时并入交联网络中的较小的高官能丙烯酸酯构成。这些组合物还含有发泡剂。在活化条件，如升高的温度下，在发泡剂分解和释放气体的同时，发生可交联网络的固化。这导致上文提到的体积膨胀和形成稳定泡沫，其在理想情况下如预期的那样填充空腔并粘附到其壁上。这样的体系例如公开在DE102011080223A1中。在这样的挡板或增强元件上的可热膨胀的组合物通常具有4-10mm或更大的厚度。但是，如果选择1mm或更小的厚度，现有技术的可热膨胀的组合物受制于不足的膨胀速率，其造成密封、挡板或增强元件的差的性能。因此，希望获得不受制于这种限制并且如果可热膨胀的组合物以薄层形式使用，表现出优越膨胀行为的可热膨胀的组合物。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术的一个目的是提供能够提供充分膨胀行为并且当可热膨胀的组合物以薄层形式使用时产生稳定泡沫的可热膨胀的组合物。令人惊讶地，本专利技术通过提供一种可热膨胀的组合物而提供对该问题的解决方案，所述可热膨胀的组合物包含(a)至少一种可通过自由基引发剂交联的聚合物P，和(b)至少一种丙烯酸酯A，和(c)至少一种自由基引发剂，和(d)至少一种发泡剂，(e)至少一种表面活性剂，其中所述表面活性剂是磺酸盐。根据本专利技术的组合物特别适用于密封、挡板或增强元件，例如用于汽车应用。本专利技术的进一步方面是其它独立权利要求的主题。本专利技术的优选实施方案是从属权利要求的主题。专利技术详述如果没有另行规定，单位术语“重量％”是指基于相应的总组合物的重量计的重量百分比。术语“重量”和“质量”在本文通篇可互换使用。与分子有关的术语“官能度”在本文中描述每分子的化学官能团的数目。术语“多官能”描述具有多于1个给定类型的官能团的分子。例如，官能度为3的多官能丙烯酸酯描述具有3个丙烯酸酯基团的分子。如果存在个体官能度略微不同但平均表现出给定官能度的分子混合物(如有时为工业级化学品的情况)，则使用术语“平均官能度”。与化学官能团有关的术语“当量”在本文中描述与其当量重量等同的物质的质量(massamount)。通常，当量重量被定义为含有1摩尔指定官能团，如丙烯酸酯基团或过氧官能团的物质的量。聚合物组合物配制领域的普通技术人员使用这些数值计算活性组分的适当比率，并且这些值通常由官能化学品，尤其是聚合物的生产商提供。相应地，两种物质的“当量比”(EQ)在本文中被理解为给定组合物中的第一种物质的当量与第二种物质的当量的比率。本文中所用的术语“自由基(radical)”，如化学领域的普通技术人员已知的那样，描述具有不成对价电子的化学物类。在本专利技术的聚合物体系的固化或硬化中涉及的交联反应遵循自由基机理。通过ASTMD1238标准方法，使用毛细管流变仪，在190℃和2.16kg的重量下测定熔体流动指数(MFI)。MFI值描述在指定重量的压力下和在指定温度下在给定时间内从毛细管中出来的聚合物的量。与通过精密天平测定的样品质量结合，使用DINENISO1183密度测量方法(阿基米德原理)在去离子水中测定可热膨胀的材料的体积变化。本专利技术包含至少一种可通过自由基引发剂交联的聚合物P作为第一种必要组分。原则上所有能与自由基引发剂发生交联反应的热塑性聚合物或热塑性弹性体都合适。如果这些聚合物含有在自由基引发剂，例如过氧化物的影响下从它们的骨架或侧链释放氢原子的官能团，例如C-C双键，使得留下能在后续步骤中以自由基方式进攻其它聚合物链的自由基，从而导致自由基链反应交联过程并最终导致产生聚合物网络，则本领域技术人员将聚合物描述为“可通过自由基引发剂交联的”。合适的聚合物P包括例如苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚烯烃嵌段共聚物和聚烯烃，如聚乙烯或聚丙烯。所述共聚物，意指由多于一种类型的单体制成的聚合物，可以是嵌段型共聚物或无规共聚物。聚合物P也可进一步官能化，意指它们可含有另外的官能团，如羟基、羧基、酐、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯基团。对于本专利技术优选的是，一种或多种具有1至200g/10min，优选10至100g/10min，更优选25至75g/10min，最优选35至55g/10min的平均熔体流动指数(MFI)的聚合物P。聚合物P优选包含乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)或基本由乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)构成。在这种情况下，EVA中的乙酸乙烯酯单体含量应该为基于EVA聚合物的总重量计的8至45重量％，优选15至30重量％。在使用多于一种类型的聚合物的情况下，各自的MFI组合为所用聚合物混合物的平均MFI，其必须根据ASTMD1238测定。根据本专利技术的可热膨胀的组合物优选含有基于总组合物的重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可热膨胀的组合物，其包含/n(a)至少一种可通过自由基引发剂交联的聚合物P，和/n(b)至少一种丙烯酸酯A，和/n(c)至少一种自由基引发剂，和/n(d)至少一种发泡剂，/n(e)至少一种表面活性剂，其中所述表面活性剂是磺酸盐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170808 EP 17185371.61.可热膨胀的组合物，其包含
(a)至少一种可通过自由基引发剂交联的聚合物P，和
(b)至少一种丙烯酸酯A，和
(c)至少一种自由基引发剂，和
(d)至少一种发泡剂，
(e)至少一种表面活性剂，其中所述表面活性剂是磺酸盐。


2.权利要求1的可热膨胀的组合物，其特征在于所述自由基引发剂是过氧化物或过酸酯，优选过氧化物。


3.前述权利要求中任一项的可热膨胀的组合物，其特征在于所述自由基引发剂，优选过氧化物，与所述丙烯酸酯A的当量比在0.1至10之间，优选在0.2至6、0.5至3之间，最优选在0.5至2之间。


4.前述权利要求中任一项的可热膨胀的组合物，其特征在于所述磺酸盐选自下列磺酸盐：
-磺基琥珀酸盐，优选式(I)的磺基琥珀酸盐



其中R‘＝C8-C18，R“＝H或C8-C18，优选R‘和R“＝C8-C18，
-烷基苯磺酸盐，
-烷烃磺酸盐，优选伯和仲烷烃磺酸盐，更优选仲C13-C18-烷烃磺酸盐，
-醚磺酸盐，
-甲基酯磺酸盐，和
-α-烯烃磺酸盐，优选C14-C16-烯烃磺酸盐。


5.前述权利要求中任一项的可热膨胀的组合物，其特征在于所述组合物包含基于该组合物的总重量计0.1重量％至5重量％、0.2重量％至4重量％、0.2重量％至3.5重量％，优选0.25重量％至2重量％的量的所述磺酸盐。


6.前述权利要求中任一项的可热膨胀的组合物，其特征在于所述组合物包含基于该组合物的总重量计0.5重量％至8重量％的量的所述自由基引发剂。


7.前述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·帕里波维奇，C·里博，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH