包含吸热发泡剂的可热膨胀组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一种环氧官能化聚合物、至少一种吸热化学发泡剂、至少一种自由基引发剂和至少一种胍衍生物的可热膨胀组合物。本发明专利技术还涉及包含所述可热膨胀组合物的中空结构的挡板和/或增强元件，涉及挡板和/或增强元件的制造方法，涉及挡板和/或增强元件用于密封、阻挡或增强空腔或中空结构的用途，并涉及用于密封、阻挡和/或增强空腔或中空结构的方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含吸热发泡剂的可热膨胀组合物


[0001]本专利技术涉及可热膨胀的组合物及其用于提供挡板和/或增强元件的用途。这样的元件特别适合用于中空结构的密封、阻挡和/或增强，所述中空结构例如汽车车辆的中空结构零件中的空腔。
[0002]专利技术背景
[0003]制造产品经常含有由制造过程产生的和/或被设计在产品中用于各种目的例如减重的孔和空腔或其它中空零件。汽车车辆例如包括遍及车辆的若干这样的孔和空腔，包括在车辆的构造柱中和车辆门的金属板中的那些。通常期望密封这样的孔和空腔，从而通过构建于孔或空腔中的密封构件或挡板元件来使噪音、振动、烟雾、灰尘、水、湿气等从车辆内的一个区域传递到另一个区域最小化。同样，这样的构件或元件通常完成增强制造产品(例如汽车零件)的中空结构的额外任务，使得它变得更耐机械应力，但仍保持中空结构的低重量优点。
[0004]用于密封、阻挡或增强的这样元件通常包括由塑料、金属或另一刚性材料制成的载体，以及附着于载体的一层或多层热塑性材料，当施加热或另一物理或化学形式的能量时，热塑性材料能够使其体积膨胀，但是它们也可完全由可膨胀的材料制成。使用适当的设计，能够在制造过程中将挡板或增强元件插入结构的中空部分，而且使结构的内壁仍然可由例如液体进入(或可通过空腔)。例如，在车辆的制造过程中，当已经插入挡板或增强元件时，金属框架的中空零件仍然可大部分被电泳涂装(“e
‑
coat”)液体覆盖，并且之后在热处理步骤期间，挡板或增强元件的可膨胀热塑性材料膨胀从而如预期填充空腔。
[0005]这样的挡板或增强元件的发展已经导致高度先进的系统，其中可膨胀材料能够将其体积增加高达百分之几百，形成填充空腔的稳定的交联泡沫状结构，并且粘附到旨在密封、阻挡或增强的结构的壁上。尤其是在汽车制造中，这导致了相当的减重和优异的车身中的噪音或振动的降低。
[0006]目前使用的可热膨胀的组合物通常由聚合物组成，例如乙烯
‑
乙酸乙烯酯聚合物，其可通过自由基引发剂，最常见的是过氧化物交联。为了获得泡沫，这些组合物此外含有发泡剂，最广泛使用的是偶氮二甲酰胺(还称作二氮烯二羧酸酰胺或偶氮双甲酰胺)和4,4'
‑
氧代二苯磺酰肼(缩写OBSH)。在活化条件例如升高的温度下，发生可交联网络的固化，而同时发泡剂分解并释放气体。这导致以上提到的体积膨胀和形成稳定的泡沫，这在理想条件下如预期填充空腔并粘附到它的壁上。这样的系统例如公开在DE 10 2011 080 223 A1中。
[0007]与以上描述的已建立的方案有关的问题之一在于最常用的放热发泡剂，特别是偶氮二甲酰胺(ADCA)，越来越面临着有关健康和安全问题的法规问题。
[0008]因此期望获得克服以上讨论的与现有技术组合物有关问题的可热膨胀组合物。
[0009]专利技术概述
[0010]本专利技术的目的是提供稳定储存的可热膨胀的组合物，其能够在宽范围的温度内例如在120至200℃的范围内均匀地膨胀并固化以形成稳定泡沫结构。此外，产生的泡沫应表现出降低的水摄取和与金属、甚至油性表面和在制造制品特别是汽车车辆中常使用的其它
基材的好的粘附。
[0011]本专利技术的另一主题是提供可热膨胀组合物而不使用放热发泡剂，特别是偶氮二甲酰胺(ADCA)。
[0012]本专利技术的主题是如在权利要求1中限定的可热膨胀的组合物。
[0013]令人惊讶地发现了胍衍生物可用作吸热化学发泡剂，特别是有机酸的活化剂。此外，令人惊讶地发现了含有吸热化学发泡剂、至少一种环氧官能化聚合物和至少一种胍衍生物的可热膨胀组合物除了改进的体积膨胀率还表现出降低的吸水率。
[0014]本专利技术的可热膨胀的组合物的优点之一在于在没有使用放热发泡剂的情况下，特别是没有使用偶氮二甲酰胺的情况下，可在宽范围的温度中实现好的膨胀率。
[0015]本专利技术的其它主题呈现在其它独立权利要求中。本专利技术的优选方面呈现在从属权利要求中。
[0016]专利技术详细描述
[0017]本专利技术的主题是可热膨胀的组合物，包含：
[0018]a)聚合物组分P，所述聚合物组分P包含：
[0019]a1)至少一种环氧官能化聚合物EP，
[0020]a2)任选的至少一种酸酐官能化聚合物AP，和
[0021]a3)任选的至少一种热塑性聚合物TP，
[0022]b)至少一种吸热化学发泡剂BA，
[0023]c)至少一种自由基引发剂I，和
[0024]d)至少一种胍衍生物G。
[0025]以“聚”开始的物质名称是指每分子形式上含有以它们的名称出现的两个或更多个官能基团的物质。例如，多元醇是指具有至少两个羟基的化合物。聚醚是指具有至少两个醚基的化合物。
[0026]术语“聚合物”是指由聚合反应(聚合、加聚、缩聚)生产的化学上均匀的大分子集合，其中大分子在它们的聚合度、分子量和链长度方面不同。该术语还包含由聚合反应产生的大分子的所述集合的衍生物，即通过反应例如预定大分子中官能团的加成或取代获得的的化合物，其可以是化学上均匀或化学上不均匀的。
[0027]术语“分子量”是指分子或分子的一部分(也称作“结构部分”)的摩尔质量(g/mol)。术语“平均分子量”是指分子或结构部分的低聚物的或聚合物的混合物的数均分子量(M
n
)。可以通过常规方法，优选通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯作为标准、具有100埃、1000埃和10000埃孔隙的苯乙烯
‑
二乙烯基苯凝胶作为柱和四氢呋喃作为溶剂在35℃下测定分子量。
[0028]术语“熔融温度”是指材料经历从固态至液态转变的温度。优选通过差示扫描量热法(DSC)根据ISO 11357
‑
3标准使用2℃/min的加热速率来测定熔融温度(T
m
)。测量可使用Mettler Toledo DSC 3+装置进行并且T
m
值可由测量的DSC曲线借助DSC软件测定。如果测量的DSC曲线显示几个峰温度，则在热谱图中来自较低温度侧的第一峰温度取为熔融温度(T
m
)。
[0029]组合物中“至少一种组分X的量或含量”，例如“至少一种热塑性聚合物TP的量”是指组合物中含有的所有热塑性聚合物TP的各个量之和。例如，如果至少一种热塑性聚合物
TP占组合物总重量的20重量％，则组合物中含有的所有热塑性聚合物TP的量之和等于20重量％。
[0030]术语“室温”是指23℃的温度。
[0031]优选地，聚合物组分P占可热膨胀组合物的总重量的至少35重量％、更优选至少45重量％、甚至更优选至少55重量％、再更优选至少60重量％、特别是至少65重量％、例如至少70重量％。
[0032]根据一种或多种实施方案，聚合物组分P占可热膨胀组合物的总重量的35
‑
95重量％、优选45
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90重量％、更优选50
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.可热膨胀组合物，包含：a)聚合物组分P，所述聚合物组分P包含：a1)至少一种环氧官能化聚合物EP，a2)任选的至少一种酸酐官能化聚合物AP，和a3)任选的至少一种热塑性聚合物TP，b)至少一种吸热化学发泡剂BA，c)至少一种自由基引发剂I，和d)至少一种胍衍生物G。2.根据权利要求1所述的可热膨胀组合物，其中聚合物组分P占可热膨胀组合物的总重量的至少45重量％、优选至少55重量％和/或其中至少一种吸热化学发泡剂BA占可热膨胀组合物的总重量的1
‑
35重量％、优选5
‑
25重量％。3.根据权利要求1或2所述的可热膨胀组合物，其中组合物基本上不含ADCA(偶氮二甲酰胺)和OBSH(4,4
′‑
氧代双(苯磺酰肼))。4.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀组合物，其中至少一种吸热化学发泡剂BA包含至少一种有机酸，其中至少一种有机酸优选是具有至少两个酸性官能团、优选至少两个羧基的多官能有机酸。5.根据权利要求4所述的可热膨胀组合物，其中至少一种有机酸以游离酸形式存在于可热膨胀的组合物中。6.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀组合物，其中组合物实质上不含碳酸氢钠和碳酸氢钾。7.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀组合物，其中至少一种胍衍生物G是式(I)的官能化胍：其中R1表示氢原子或一价线性或支化的具有1
‑
10个碳原子的烷基，其此外任选包含氮原子，脂环族基团，或芳基或芳烷基基团；R2表示氢原子或一价线性或支化的具有1
‑
10个碳原子的烷基；和R3表示氢原子或一价线性或支化的具有1
‑
10个碳原子的烷基，或脂环族基团，其此外任选包含氮原子和/或氧原子和/或硅原子。8.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀组合物，其中至少一种胍衍生物G占可热膨胀组合物的总重量的0.01
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5重量％、优选0.025
‑
4.5重量％、更优选0.1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：