用于低温固化的可热膨胀泡沫制造技术

公开的是一种可热膨胀组合物，其包含至少一种可以通过过氧化物来交联的聚合物P，此外至少一种过氧化物，优选至少一种抗氧化剂，至少一种化学发泡剂B和至少一种活化剂A，其中所述的活化剂A包含选自式(I)的至少一种化合物，其中基团R1和R4独立地表示氢原子或者具有1‑10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子，和其中R2和R3独立地表示氢原子或者具有1‑10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子，氮原子和/或芳族部分，或者R2和R3一起形成具有1‑10个碳原子的二价烷基，并且其此外任选地包含氧原子，氮原子或者芳族部分。该可热膨胀组合物在宽的温度范围内表现出在膨胀稳定性方面的优异性能，可以在低于150℃的温度膨胀和特别适于挡板和/或增强元件，例如汽车制造中。

Thermo expansive foam for low temperature curing

A thermally expansive composition is disclosed that contains at least one polymer P that can be crosslinked through a peroxide, and at least one kind of peroxide, preferably at least one antioxidant, at least one chemical foaming agent B and at least one activator A, in which the activator A contains at least one combination of optional (I) compounds. The group R1 and R4 independently represent the hydrogen atom or the monovalent alkyl with 1 atoms of 10 carbon atoms, which are selected to contain oxygen atoms, and in which R2 and R3 independently represent the hydrogen atom or the monovalent alkyl of 1 carbon atoms, which include oxygen atoms, nitrogen atoms and / or aromatic parts, or R2 and R2. R3 together forms a divalent alkyl with 1,10 carbon atoms and optionally contains oxygen, nitrogen, or aromatic parts. The thermal expansion composition exhibits excellent performance in expansive stability in a wide range of temperatures and can be expanded at temperatures below 150 degrees C and especially suitable for baffles and / or reinforced elements, such as automobile manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于低温固化的可热膨胀泡沫
本专利技术涉及一种可热膨胀热塑性组合物，其形成稳定的发泡材料，以及用于中空结构的包含这样的可热膨胀组合物的挡板和/或增强元件，制造这样的挡板和/或增强元件的方法，它用于密封、阻挡或者增强中空结构的用途，和密封、阻挡或者增强中空结构的方法。专利技术背景制品经常包含孔和腔室或者其他中空零件，其是由制造方法形成的和/或其设计到用于不同目的例如减重的产品中。汽车车辆例如在整个车辆中包括几个这样的孔和腔室，其包括在车辆的结构柱中和车门的金属片中。经常令人期望的是依靠置于所述孔或者腔室中的密封构件或者挡板元件密封这样的孔和腔室，来减少噪音，振动，烟雾，脏物，水，湿气等从车辆内一个区域送到另一区域。同样，这样的构件或者元件经常满足增强制品例如汽车零件的中空结构的另外的任务，以使得它变得更耐机械应力，但是仍然保持中空结构的低重量优点。这样的用于密封、阻挡或者增强的元件经常由以下组成：由塑料、金属或者另外的硬质材料制成的载体，和连接到其上的热塑性材料的一个或多个层，其能够在施加热或者另外的物理或化学形式的能量时使其体积膨胀，但是它们也可以完全由可膨胀材料制成。使用适当的设计，可以将挡板或者增强元件在制造方法过程中插入所述结构的中空部分中，但是还使得所述结构内壁仍然是例如液体可进入的(或者所述腔室是液体可通过的)。例如在车辆的制造方法过程中，金属框架的中空部分仍然会大部分覆盖有电涂层(“e-coat”)液体，而挡板或者增强元件已经插入，并且其后在热处理步骤过程中，该挡板或者增强元件的可膨胀热塑性材料膨胀以填充所述腔室。这样的挡板或者增强元件的发展已经导致了非常高级的系统，其中可膨胀材料能够将它的体积增大高到1500％或者更大，使得填充所述腔室的泡沫状结构发泡和粘附到打算密封、阻挡或增强的结构的壁上。特别是在汽车制造中，这已经导致相当大的减重和对于车体噪音或震动的优异的阻尼。目前使用的可热膨胀组合物经常由这样的聚合物组成，其能够通过过氧化物交联，例如乙烯-乙酸乙烯酯聚合物。为了获得泡沫，这些组合物此外包含发泡剂。在活化条件例如升高的温度下，发生了可交联网络的固化，而同时发泡剂分解和释放气体。这导致上述的体积膨胀和形成稳定的泡沫，其在理想情况下填充了目标腔室和粘附到它的壁上。这样的体系例如公开在DE102011080223A1中。通常，这些组合物在大约180℃温度形成稳定的泡沫，其对应于通常用于汽车制造中的热处理条件，例如在导电涂层焙烤方法过程中。然而，汽车制造近来的发展已经引起了对于这样的材料的需要，其能够在明显较低温度，即150℃或更低形成稳定的泡沫。这样的低焙烤组合物仍然是不能容易获得的。虽然可以在低于150℃的温度以受控方式配制用于发泡的可膨胀组合物，但是特别是在汽车生产线组装的苛刻时间限度内，它们典型地不表现出在宽温度范围内的稳定的膨胀，和表现出在较高温度差的性能，其中所述发泡剂过快分解和没有产生小泡孔的泡沫。因此令人期望的是获得一种可热膨胀组合物，其在宽的温度范围例如120℃-200℃，和特别是在所谓的超低温度120℃-150℃表现出受控的均匀的膨胀，并且产生稳定的泡沫，其在这个范围内的全部温度具有良好的粘附性。专利技术概述本专利技术的一个目标是提供一种可热膨胀组合物，其能够在宽的温度范围例如120℃-200℃，和特别是在所谓的超低温度，即120℃-150℃均匀膨胀，并且其产生了具有优异的粘附性能的稳定的高度膨胀的泡沫。令人惊讶地，本专利技术通过提供包含聚合物(其可以通过过氧化物交联)，过氧化物，优选抗氧化剂，化学发泡剂和活化剂的组合物，而提供了对于所述问题的解决方案，其中该活化剂包含至少一种脲或者脲衍生物。因此，本专利技术通过独立权利要求1的特征来实现了该目标，通过提供一种可热膨胀组合物，其包含：(a)至少一种聚合物P，其可以通过过氧化物交联，(b)至少一种过氧化物，(c)优选至少一种抗氧化剂，(d)至少一种化学发泡剂B，(e)至少一种活化剂A，其中所述的活化剂A包含选自式(I)的至少一种化合物，其中基团R1和R4独立地表示氢原子或者具有1-10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子；R2和R3独立地表示氢原子或者具有1-10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子、氮原子和/或芳族部分或者一起形成具有1-10个碳原子的二价烷基，并且其此外任选地包含氧原子、氮原子或者芳族部分。根据本专利技术的组合物特别适用于密封，挡板或者增强元件，例如汽车应用。本专利技术另外的方面是其他独立权利要求的主题。本专利技术优选的实施方案是从属权利要求的主题。专利技术详述单位术语“wt％”表示重量百分比，基于各自总组合物的重量，除非另有规定。术语“重量”和“质量”在整个本文中是可互换使用的。与分子有关的术语“官能度”在本文中描述了每分子化学官能团的数目。术语“多官能”描述了具有大于1个给定类型官能团的分子。例如官能度是3的多官能丙烯酸酯描述了具有3个丙烯酸酯基团的分子。如果存在分子混合物，则使用术语“平均官能度”，其与单独的官能度稍有区别，而是平均表现出给定的官能度，因为它有时候是工业级化学品的情况。如化学领域普通技术人员已知的，本文中与可以通过过氧化物交联的聚合物相关使用的术语“自由基”描述了具有不成对价态电子的化学物种。本专利技术的聚合物体系的固化或硬化中所涉及的交联反应符合自由基机理。熔体流动指数(MFI)是通过ASTMD1238标准方法，使用毛细管流变仪在190℃和2.16kg重量测量的。MFI值描述了在规定重量的压力下和在规定温度，在给定时间过程中从毛细管出来的聚合物的量。可热膨胀材料的体积变化是使用DINENISO1183密度测量方法(阿基米德原理)，在去离子水中，与精密天平测定的样品质量相结合来测定的。本文提及的全部工业规范参见申请时间各自的现行版本。本专利技术包含作为第一必需组分的至少一种聚合物P，其可以通过过氧化物交联。主要地，能够与过氧化物交联反应的全部热塑性聚合物或者热塑性弹性体是合适的。如果这些聚合物包含官能团例如C-C双键，其在自由基起始剂(例如过氧化物)影响下从它们的主链或侧链释放出氢原子，以使得能够在随后步骤中自由基攻击其他聚合物链的自由基得以保留，这导致了自由基链反应交联过程和最终形成聚合物网络，则本领域技术人员将该聚合物描述为“可通过过氧化物交联的”。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(EVA)，乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物，乙烯-丙烯酸乙基酯共聚物，乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)，乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，乙烯-丙烯酸2-乙基己基酯共聚物，乙烯-丙烯酸酯共聚物，聚烯烃嵌段共聚物，和聚烯烃例如聚乙烯或者聚丙烯。所述共聚物，表示由大于一种类型的单体制成的聚合物，可以是嵌段类型共聚物或者无规共聚物。聚合物P也可以进一步官能化，表示它们可以包含另外的官能团例如羟基，羧基，酸酐，丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯基团。然而优选使用没有这样的另外官能化的聚合物P，而是与反应性官能化助粘剂相组合。这种方案提供了对于固化机理和粘附性能更好的可控制性。没有这样的官能化的合适的助粘剂在下面进一步讨论。对于本专利技术优选的是一种或多种聚合物P，其平均熔体流动指数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可热膨胀组合物，其包含：(f)至少一种聚合物P，其可以通过过氧化物交联，(g)至少一种过氧化物，(h)优选至少一种抗氧化剂，(i)至少一种化学发泡剂B，(j)至少一种活化剂A，其中所述的活化剂A包含选自式(I)的至少一种化合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 EP 15201171.41.可热膨胀组合物，其包含：(f)至少一种聚合物P，其可以通过过氧化物交联，(g)至少一种过氧化物，(h)优选至少一种抗氧化剂，(i)至少一种化学发泡剂B，(j)至少一种活化剂A，其中所述的活化剂A包含选自式(I)的至少一种化合物，其中基团R1和R4独立地表示氢原子或者具有1-10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子；R2和R3独立地表示氢原子或者具有1-10个碳原子的一价烷基，其此外任选地包含氧原子、氮原子和/或芳族部分或者一起形成具有1-10个碳原子的二价烷基，并且其此外任选地包含氧原子、氮原子或者芳族部分。2.根据权利要求1的可热膨胀组合物，其中R1、R2、R3和R4独立地表示氢原子或者甲基。3.根据权利要求1或者2的可热膨胀组合物，其中所述的发泡剂B包含偶氮二甲酰胺或者4，4'-氧基双(苯磺酰肼)。4.根据权利要求1-3任一项的可热膨胀组合物，其中所述的发泡剂B包含偶氮二甲酰胺或者4，4'-氧基双(苯磺酰肼)，和所述的活化剂A包含N，N-二甲基脲。5.根据权利要求1-3任一项的可热膨胀组合物，其中所述的发泡剂B包含4，4'-氧基双(苯磺酰肼)和所述的活化剂A包含脲。6.根据权利要求1-5任一项的可热膨胀组合物，其中所述的抗氧化剂包含四-(亚甲基-(3，5-二-(叔)-丁基-4-羟基肉桂酸酯))甲烷和/或2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。7.根据权利要求1-6任一项的可热膨胀组合物，其中所述的聚合物P包含乙烯乙酸乙烯酯和/或乙烯丙烯酸丁酯。8.根据权利要求1-7任一项的可热膨胀组合物，其中所述的聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·沃尔施乐格，A·马尔菲那提，林耕，C·里博特，D·帕里珀维克，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH