結(jié)構(gòu)粘合劑的改進(jìn)或與結(jié)構(gòu)粘合劑相關(guān)的改進(jìn)的制作方法
【專利說(shuō)明】結(jié)構(gòu)粘合劑的改進(jìn)或與結(jié)構(gòu)粘合劑相關(guān)的改進(jìn)
[0001 ]本申請(qǐng)是中國(guó)專利申請(qǐng)200980116798.3的分案申請(qǐng)。本發(fā)明設(shè)及可激活結(jié)構(gòu)粘合 劑的改進(jìn)或與可激活結(jié)構(gòu)粘合劑相關(guān)的改進(jìn)，尤其設(shè)及用于粘結(jié)汽車和飛行器工業(yè)中的組 件的結(jié)構(gòu)粘合劑，但是所述粘合劑也可用于其它工業(yè)。
[0002] 本發(fā)明設(shè)及改進(jìn)的可激活材料的提供，和包含該可激活材料的制品。可激活材料 在結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔內(nèi)，或結(jié)構(gòu)的表面之上幫助提供各種性能，包括結(jié)構(gòu)增強(qiáng)、粘附、密封、聲阻尼 性能或它們的組合，或?yàn)橹破罚ɡ纾瑱C(jī)動(dòng)車輛或飛行器)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件(例如車體 板或結(jié)構(gòu)構(gòu)件)提供所述性能，尤其是在焊接凸緣內(nèi)。本文所使用的術(shù)語(yǔ)可激活材料包括可 W被環(huán)境條件或另一種條件激活而固化(例如，熱固化），和任選烙融，流動(dòng)，膨脹，發(fā)泡或其 組合的任何材料。該材料將固化并此外可W在暴露到如熱、壓力、化學(xué)暴露、它們的組合等 的條件中時(shí)膨脹，發(fā)泡，流動(dòng)，烙融，它們的組合等。
[0003] 可激活結(jié)構(gòu)粘合劑用于焊縫和機(jī)動(dòng)車輛中的焊接凸緣并且還用于折邊法蘭。在有 些情況下，提供結(jié)構(gòu)粘合劑的連續(xù)帶W補(bǔ)充已經(jīng)點(diǎn)焊的部分的強(qiáng)度。焊接是既費(fèi)時(shí)又高成 本的方法并且在典型的汽車裝配線中，可能要求數(shù)百點(diǎn)烙接。另外，有時(shí)不可能焊接異質(zhì)材 料例如鋼和侶并且也不可能焊接某些聚合物和聚合物復(fù)合材料。因此希望不但提高焊段的 強(qiáng)度而且減少任何特定位置中要求的焊接數(shù)。
[0004] 結(jié)構(gòu)粘合劑還用于改進(jìn)汽車的剛性，運(yùn)樣減少車輛翻倒的可能性，改進(jìn)車輛駕駛 特性和提高車輛耐久性和疲勞壽命。
[0005] 本發(fā)明的可激活材料可W施用于各種制品上W便增加制品的部分或構(gòu)件的結(jié)構(gòu) 完整性或用于密封制品。運(yùn)些制品的實(shí)例包括，但不限于，家用或工業(yè)用具、家具、儲(chǔ)存器、 建筑物、結(jié)構(gòu)或類似物。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，將可激活材料施用于機(jī)動(dòng)車輛或飛行器的部 分例如機(jī)動(dòng)車輛的車體或構(gòu)件(例如，車輛機(jī)架導(dǎo)軌)上。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的材料可W是可膨脹材料，但是不可膨脹材料是更常 用的。當(dāng)材料是可膨脹材料時(shí)，本發(fā)明包括將呈未膨脹或部分膨脹狀態(tài)的可激活材料施涂 到結(jié)構(gòu)的表面上并激活該材料W便使它膨脹(例如，發(fā)泡巧Ij比其未膨脹狀態(tài)下的體積大的 體積(例如，大至少5%，至少50%，至少200% )。至少對(duì)于增強(qiáng)應(yīng)用還通常優(yōu)選的是體積膨 脹滿足膨脹的體積相對(duì)于原始未膨脹的體積小于400%，更通常小于300%，更加通常小于 200%，可能地小于100%。還認(rèn)為材料的體積在激活后由于固化(例如，交聯(lián))相當(dāng)于可激活 材料的發(fā)泡或未發(fā)泡型式更小。
[0007] 要求結(jié)構(gòu)粘合劑抗沖擊并且在事故例如汽車碰撞中可能經(jīng)歷的條件下不破裂。還 要求它們?cè)谒鼈兛赡芙?jīng)歷的寬溫度范圍內(nèi)（通常-40°C至90°C)發(fā)揮作用，但是可W經(jīng)歷更 高的溫度。當(dāng)前結(jié)構(gòu)粘合劑受困于它們的粘合劑性能在低溫下，尤其是在小于(TC的溫度下 的不合需要的降低。此外，當(dāng)前結(jié)構(gòu)粘合劑通常在高溫度，尤其是大于70°C下開(kāi)始損失強(qiáng) 度。
[000引結(jié)構(gòu)粘合劑所要求的性能是在溫度和環(huán)境條件范圍內(nèi)良好的搭接剪切，高T剝離 和在模子沖擊中良好的性能。其它合乎需要的性能包括在各種型式的暴露條件例如高濕 度、鹽水和高和低溫下良好的粘附耐久性與物理性能隨著時(shí)間的維持。在某些應(yīng)用中，可能 希望高彈性模量、高Tg、高失效應(yīng)變及其它物理性能。
[0009] 本發(fā)明提供滿足運(yùn)些要求并克服當(dāng)前結(jié)構(gòu)粘合劑的問(wèn)題的粘合劑配方。
[0010] 本發(fā)明因此提供粘合劑配方，其包含 [0011] i)環(huán)氧樹(shù)脂和彈性體的加合物；
[0012] ii)苯氧基樹(shù)脂；
[0013] iii)核/殼型聚合物；
[0014] iv)固化劑。
[0015] 所述粘合劑配方可W根據(jù)所述配方將經(jīng)歷的應(yīng)用而含有其它成分。
[0016] 本發(fā)明還設(shè)及如下實(shí)施方案：
[0017] 1.粘合劑配方，包含：
[0018] i)環(huán)氧樹(shù)脂和彈性體的加合物；
[0019] ii)苯氧基樹(shù)脂；
[0020] iii)核/殼型聚合物；
[0021] iv)固化劑。
[0022] 2.根據(jù)實(shí)施方案1的粘合劑配方，含有5重量％-20重量％所述加合物，基于可激活 材料。
[0023] 3.根據(jù)實(shí)施方案1或?qū)嵤┓桨?的粘合劑配方，其中所述加合物包括大約1: 5-5:1 份環(huán)氧樹(shù)脂與彈性體。
[0024] 4.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述加合物中的彈性體選自天 然橡膠、苯乙締-下二締橡膠、聚異戊二締、聚異下締、聚下二締、異戊二締-下二締共聚物、 氯下橡膠、下臘橡膠(例如，下基臘，例如簇基-封端的下基臘）、下基橡膠、聚硫化物彈性體、 丙締酸系彈性體、丙締臘彈性體、娃橡膠、聚硅氧烷、聚醋橡膠、二異氯酸醋連接的縮合彈性 體、EPDM (乙締-丙締二締橡膠）、氯橫化聚乙締、氣代控和類似物。
[002引5.根據(jù)實(shí)施方案5的粘合劑配方，其中所述彈性體/環(huán)氧樹(shù)脂加合物衍生自下二締 丙締下臘橡膠。
[0026] 6.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述苯氧基樹(shù)脂具有下式
[0027]
[0028] 其中 n 是 30-100。
[0029] 7.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述苯氧基樹(shù)脂作為溶液供 給。
[0030] 8.根據(jù)實(shí)施方案7的粘合劑配方，其中溶劑是液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。
[0031] 9.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有至多20重量％所述苯氧基樹(shù) 脂。
[0032] 10.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述核/殼型聚合物具有初性 核和與所述配方的其它組分相容的剛性殼。
[0033] 11.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述核/殼型聚合物的第一和 第二聚合物材料包括彈性體、聚合物、熱塑性塑料、共聚物、其它組分、它們的組合等。
[0034] 12.根據(jù)實(shí)施方案11的粘合劑配方，其中所述第一聚合物材料、第二聚合物材料或 兩者包括或基本上完全組成自（例如，至少70重量％、80重量％、90重量％或更多）一種或多 種熱塑性塑料。
[0035] 13.根據(jù)實(shí)施方案12的粘合劑配方，其中所述聚合物材料選自苯乙締類、丙締臘、 丙締酸醋、乙酸醋、聚酷胺、聚乙締或類似物。
[0036] 14.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述核/殼型聚合物是接枝共 聚物，其中苯乙締、丙締臘或甲基丙締酸甲醋被接枝到由軟或彈性化合物例如下二締或丙 締酸下醋的聚合物制成的核上。
[0037] 15.根據(jù)實(shí)施方案14的粘合劑，其中所述核聚合物包括其它可共聚合化合物，選自 苯乙締、乙酸乙締醋、甲基丙締酸甲醋、下二締和異戊二締。
[0038] 16.根據(jù)實(shí)施方案14或?qū)嵤┓桨?5的粘合劑，其中所述核聚合物材料包括具有兩 個(gè)或更多個(gè)非共輛雙鍵的交聯(lián)性單體。
[0039] 17.根據(jù)實(shí)施方案14至實(shí)施方案16中任一項(xiàng)的粘合劑，其中所述殼部分由丙締酸 和/或甲基丙締酸烷基醋聚合。
[0040] 18.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有5 % -30 %所述核殼聚合物。
[0041] 19.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有0.001重量％-10重量％固化 劑。
[0042] 20.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中所述固化劑選自脂族或芳族 胺或它們相應(yīng)的加合物、酷氨基胺、聚酷胺、環(huán)脂族胺、酸酢、多元簇酸聚醋、異氯酸醋、酪基 樹(shù)脂(例如苯酪或甲酪酪醒清漆樹(shù)脂、共聚物例如苯酪祗締、聚乙締苯酪或雙酪-A甲醒共聚 物的那些、雙徑基苯燒控或類似物)或它們的混合物。
[0043] 21.根據(jù)實(shí)施方案20的粘合劑配方，其中所述固化劑選自改性和未改性的多元胺 或聚酷胺例如=亞乙基四胺、二亞乙基=胺、四亞乙基五胺、氯基脈和雙氯胺。
[0044] 22.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有用于所述固化劑的促進(jìn)劑。
[0045] 23.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有環(huán)氧樹(shù)脂。
[0046] 24.根據(jù)實(shí)施方案23的粘合劑配方，含有2重量％ -15重量％環(huán)氧樹(shù)脂。
[0047] 25.根據(jù)實(shí)施方案24的粘合劑配方，其中所述環(huán)氧樹(shù)脂是液態(tài)樹(shù)脂。
[004引26.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有發(fā)泡劑。
[0049] 27.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有填料。
[0050] 28.根據(jù)實(shí)施方案27的粘合劑配方，其中所述填料選自顆粒狀材料(粉末）、珠子、 微球體。
[0051] 29.根據(jù)實(shí)施方案27或?qū)嵤┓桨?8的粘合劑配方，其中所述填料選自氧化娃、娃藻 上、玻璃、粘± (包括納米粘± )、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或泡囊、玻璃、碳或陶瓷纖維、尼 龍或?qū)Ψ甲寰劭岚防w維。
[0052] 30.根據(jù)實(shí)施方案27-29中任一項(xiàng)的粘合劑配方，其中填料的量占10重量％-90重 量％。
[0053] 31.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，含有一種或多種液態(tài)聚硫化物。
[0054] 32.根據(jù)上述實(shí)施方案中任一項(xiàng)的粘合劑配方，包含3重量％ -25重量％環(huán)氧樹(shù)脂/ 彈性體加合物，3重量％ -20重量％苯氧基樹(shù)脂，5重量％ -30重量％核/殼型聚合物和I重 量％-10重量％固化劑。
[0055] 33.根據(jù)實(shí)施方案32的粘合劑配方，含有5 %-75 % -種或多種環(huán)氧樹(shù)脂，0.2%-3 %固化促進(jìn)劑，0.1 % -5