基于环氧树脂和聚酯的可发泡组合物制造技术

可膨胀、热固化组合物含有至少一种环氧树脂、至少一种聚酯、至少一种发泡剂以及至少一种固化剂，该可膨胀、热固化组合物用作粘合剂以及结构增强材料。与不包含聚酯的组合物相比，上述的聚酯改性可发泡组合物当发泡以及粘附至金属基材表面时，则在曝露于腐蚀环境之后，对于该基材表面表现出改善的粘合。而且，这些组合物能够在未固化状态、于５０℃－１００℃下显示出改善的流动特性。它们可以造粒，及由此制备的该粒料在室温下具有非粘性表面以及能容易地通过注塑工艺加工成为模塑体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可发泡、可固化的组合物，该组合物包含环氧树脂和聚酯。所述组合物 可具有改进的流动性能，用于加强和/或加固结构件等(例如，加强和/或加固薄壁建筑构 件)以及能够制备当与金属表面接触时防腐蚀的泡沫。
技术介绍
已知许多行业，例如，汽车业要求既坚固重量又轻的部件。达到强度和最小重量之 间这样平衡的一种尝试提供了中空金属部件。然而，中空金属部件容易变形。因此，还已知 在中空部件的空腔内存在的结构泡沫能够提高所述部件的强度和刚度。相似地，就诸如门、 车顶部件、发动机罩或者箱盖之类的车身平面部件而言，还已知通过在这些部件上应用基 于可膨胀或者不可膨胀环氧树脂或者聚氨酯树脂的层压材料并将它们固结在一起来提高 这些部件的刚度和强度。所述泡沫可以包含诸如环氧树脂之类的热固性树脂，发泡剂以及诸如中空玻璃微 球之类的填料。优选地，这些泡沫的密度为约20-401b/ft3 (约0. 30-0. 80g/cc)以及能承 受高于175°C，最优选高于200°C的热度。任选的成分包括固化剂、加工助剂、稳定剂、着色 剂以及紫外线吸收剂。用于结构泡沫的具体配方可广泛地变化。例如，用于结构加固和加强的基 于可膨胀环氧树脂的组合物公开在以下美国专利和申请中5，575，526 ；5, 755，486 ； 6，403，222 ；6，376，564 ；6，348，513 ；6，218，442 ；6，103，784 ；6，573，309 ；2004-0266899 ；和 2006-188726，其中每篇都全部引入本文作为参考。结构加固泡沫的一个特征是它们起始于可膨胀树脂，该可膨胀树脂在固化时形成 气泡(泡孔)。如果暴露于普通环境条件下，这些泡孔能够捕集盐和水。盐和水腐蚀通常与 泡沫接触的金属部件，以及产生的金属氧化物使泡沫附着金属的能力降低。最终，泡沫与金 属部件分开，从而使部件弱化。因此需要开发出对上述腐蚀条件耐抗性提高的新型结构加 固泡沫。目前，三维结构泡沫部件通常通过注塑法制备。由于温度高于30°C下材料的粘附 性，注塑法制备部件所用原料不能是颗粒形状。尽管能够利用这个方法制备部件，但要对注 塑机的原料进料进行昂贵的改变。要求特殊的进料系统以及由此不可能在所有可商购的注 塑机上制备部件。如果为了提高软化点至约40°C而应用较高熔点的配方，则结构泡沫部件必须在较 高温度下的注塑机内加工以便填充模具。温度不可能高于95°C，这是因为这可能引发组合 物的固化反应以及这会导致机器的堵塞。本专利技术人牢记本领域公认的问题，已努力开发出可发泡组合物，该可发泡组合物 用于制备用于加固和/或加强金属片或者中空金属体的模塑体，其-无粘性(即不发粘)直到45°C ；-允许便利的包装；-能够颗粒化；-提供尺寸稳定的部件；-与之前公开的组合物相比机械性能没有下降；-如果模塑体发泡、固化以及附着于金属表面，显示出良好的耐腐蚀性；和/或-在模塑过程中能够使用标准注塑机。
技术实现思路
令人惊讶地，我们现在已经发现如果在结构加固泡沫配方中加入聚酯，聚酯能够 充当缓蚀剂。也就是说，聚酯的存在减少腐蚀量，该腐蚀发生在与加固泡沫接触的金属表面 (特别是含铁类金属的表面，比如钢)。与不含任何聚酯的泡沫比较，当粘附于所述表面的 聚酯_改性泡沫在曝露于腐蚀环境条件下(例如曝露于盐水和/或潮气下)，该聚酯_改性 泡沫的粘合强度显著提高。可发泡组合物中加入聚酯还具有另外意想不到的优点，即提供 的可发泡组合物易于粒化、在直到45°C的温度下具有非粘性表面、以及使用常规机器能够 注塑成要求的尺寸稳定的形状或者结构。除一种或者多种聚酯之外，可发泡组合物可以包含一种或者多种环氧树脂，一种 或者多种固化剂，以及一种或者多种发泡剂。可发泡组合物可以另外包含一种或者多种填 料，尤其是中空玻璃微球，玻璃纤维，和/或云母填料。具体实施例方式本专利技术的可发泡组合物的特征在于存在一种或者多种聚酯。合适的聚酯包括在聚 合物或者低聚物的主链内包含多个酯键的低聚物质和聚合物质及其在室温下可以是液体 (玻璃化转化温度低于0°c )，玻璃状的(固体)以及无定型(玻璃化转化温度高于o°c ) 或者晶体(例如熔点在40-125°C之间，更优选在50-90°C之间)。举例来说，所述物质的数 均分子量可以在400-20，000范围内或者在1，000-6, 000范围内，尽管也可以使用更高分子 量聚酯。虽然认为聚酯上端基的性质不是关键，但是认为聚酯多元醇(具有末端-0H基的 聚酯)是一类特别适用于本专利技术的聚酯。如果需要，可以选择所用聚酯类型以致使可发泡 组合物的特性也改变以满足特定需要。例如，利用具有适度高熔点(例如50-90°C)但是熔 体粘度较低的结晶性聚酯可以有助于减少可发泡组合物在室温下表面发粘同时仍然允许 足够低的升高温度下容易地加工和处理该可发泡组合物(例如注塑)以避免存在的潜在固 化剂和/或发泡剂(一般大约在60-10(TC之间)过早活化。在本专利技术的某些实施方案中，聚酯在室温下(即在温度为18°C -25°c范围内，优选 22°C下)为固体，以及分子量(Mn)在2000-9000之间以及熔点在50°C-10(TC之间。结晶 性的、部分结晶性的、以及玻璃状的无定形聚酯是特别优选的。该聚酯可以具有羟基；例如， 该聚酯可以具有50-10、优选40-15mgK0H/g的羟基值。它们的酸值优选尽可能低且不超过 2-5mg KOH/g。适合的聚酯包括、但是不局限于，液态、玻璃状以及无定形或者结晶性的聚酯，该 聚酯可通过如下物质的缩合获得二-或者三羧酸(包括脂肪族的、芳族的、不饱和的、和 /或饱和的酸)比如，举例说己二酸、癸二酸、戊二酸、壬二酸、辛二酸、十一烷二酸、十二 烷二酸、3，3_ 二甲基戊二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、二聚物脂肪酸或其混合物与低分子量二醇或者三醇(包括脂肪族、芳族、饱和、和/或不饱和的二醇或者三 醇)比如，举例说乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、1，4_丁二醇、1，5_戊二醇、1， 6-己二醇、1，8_辛二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、二聚物脂肪醇、甘油、环己烷二甲 醇、三羟甲基丙烷或其混合物。通过利用包含多个重复含醚的组成部分(例如氧化烯基) 的二醇或者三醇比如乙二醇、丙二醇，1，4_ 丁二醇等的低聚物或者聚合物(比如聚乙二醇、 聚丙二醇，或者聚四亚甲基二醇)提供聚醚酯(有时也称为聚酯醚)，其也适合用作本专利技术的聚酯组分。基于ε-己内酯的聚酯(又名"聚己内酯")以及油脂化学来源的聚酯多元 醇也可以使用。油脂化学聚酯多元醇可以通过例如以下方式获得包含至少部分烯属不饱 和脂肪酸的脂肪混合物的环氧化的甘油三酯由包含1-12个碳原子的一种或多种醇的完全 开环，以及随后该甘油三酯衍生物部分酯交换以形成在该烷基中具有1-12个碳原子的烷 基酯多元醇。具有嵌段结构的聚酯也可以用于本专利技术中，包括其中至少一种聚合物嵌段是 聚酯嵌段以及至少一种聚合物嵌段是聚酯以外的聚合物(例如聚醚)的嵌段共聚物在内。就本专利技术的至少一些实施方案而言，尤其优选的聚酯，包括在直到50°C的温度下 为固体以及在60-80°C之间窄温度范围突然地变成液态的那些。在注塑过程中，这些导致使 用上述聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
可发泡组合物，包含：ａ）一种或多种环氧树脂；ｂ）一种或多种固化剂；ｃ）一种或多种发泡剂；和ｄ）一种或多种聚酯。

【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：X穆恩兹，B梅尔，C斯彻弗纳，RK阿加瓦尔，MS普科特，GA弗古森，O拉莫斯考普，
申请(专利权)人：汉高股份及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]