[发明专利]包含热塑性聚氨酯的基于环氧化物的结构泡沫

说明书

技术领域

本发明涉及可发泡的且可固化的环氧树脂混合物，其在发泡和固化的状态下可以用作结构泡沫来加强结构，特别是金属中空结构。该配混物具有低粘附性，以致在一方面它们可以在注塑机中廉价地成型，另一方面由于它们的粘附性降低不需要特别的包装方法。为了降低粘附性，所述环氧树脂混合物添加有选定的热塑性聚氨酯以致一方面此未固化的配混物具有期望的低粘附性，另一方面此固化的配混物具有需要的力学性质。

背景技术

许多应用领域需要在尺寸上保持不变的并且具有高硬度和高结构强度的用于系列生产的轻质部件。特别是在机动车工程中，由于期望减轻重量，非常需要由薄壁结构制成的却具有足够的硬度和结构强度的轻质部件。在部件的最低可能重量下，实现高硬度和高结构强度的一种方法是利用由相对薄的金属板或塑料板制成的中空部件。但是，薄金属板易于变形。因此，已有一段时间技术人员认识到，可以用结构泡沫填充中空体结构中的空腔，由此一方面防止变形或使变形降至最低，同时另一方面增大这些部件的强度和硬度。

此类发泡的强化和硬化剂通常是金属泡沫，或者包含可热固化的树脂或粘合剂，例如，环氧树脂。这些组合物通常包含发泡剂、填充剂和强化填充剂，例如，由玻璃制成的中空微珠。此类泡沫，在发泡和固化状态下，密度优选地为0.3-0.7g/cm³。固化后，这些泡沫应能够至少短暂不受损地耐受高于130℃，优选地高于150℃的温度。此类可发泡的，可热固化的组合物通常包含其它组分，例如，固化剂、加工助剂、稳定剂、染料或颜料，任选地包含UV吸收剂和粘附性强化成分。

WO 96/37400描述了W-形强化结构，其包含可热膨胀的树脂型材料并且在固化前被加入要强化的中空体。此强化聚合物基材优选地由粘度似浆糊般的单组分系统构成，其中包含环氧树脂、丙烯腈-丁二烯橡胶、填充剂、高强度玻璃珠、固化剂和促进剂，以及基于偶氮化合物或酰肼化合物的发泡剂。

WO 00/27920公开了可膨胀的密封和阻尼组合物，其是热塑性树脂和/或多种热塑性树脂与环氧树脂的配混物。这些应是可注塑的并且应是重量轻和压缩强度高。可提及的热塑性树脂的实例包括：固体橡胶，例如苯乙烯-丁二烯橡胶和丁腈橡胶，或者聚苯乙烯聚合物，例如SBS嵌段共聚物。所述环氧树脂优选地为液体。

德国专利申请DE 102006048739描述了用于生产可膨胀的可热固化的成型部件的粘结剂，其包含

至少一种环氧树脂，

至少一种在室温下是固态的聚酯，

至少一种发泡剂，

至少一种固化剂，和

至少一种填充剂。

此外，还可包含“增韧剂”。例如，固体橡胶被列举为增韧剂。合适的固体橡胶的实例是聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、EPDM、合成的或天然的异戊二烯橡胶、丁基橡胶或聚氨酯橡胶。特别合适的是基于异戊二烯-丙烯腈共聚物或丁二烯-丙烯腈聚合物的部分交联的固体橡胶。

WO 2007/004184描述了包含以下成分的可热发泡的材料：

a)固体环氧树脂，其基本上不含有液体或者半固体环氧树脂，

b)冲击改进剂，

c)固化剂，和

d)可热活化的发泡剂。

所述冲击改进剂可以代表热塑性材料。列举以下，例如，环氧树脂-聚氨酯杂化物和异氰酸酯预聚物(例如，异氰酸酯封端的聚醚多元醇)，其分子量为1000-10,000g/mol。许多嵌段共聚物也被列举为冲击改进剂。这些可以具有核壳结构。

WO 2007/025007公开了含有以下成分的组合物：

a)至少一种环氧树脂，

b)具有核壳结构的橡胶颗粒，

c)额外的冲击改性剂或韧性改进剂，和

d)可热活化的潜在的固化剂。

此外，所述组合物可以包含发泡剂以使其可用作结构泡沫。列举为成分c)的是例如聚氨酯，其衍生自羟基封端的聚氧化烯，例如聚丙二醇或聚四氢呋喃二醇。这些应显示出热塑性性能。除了这些之外，或者替代这些，还可以含有嵌段共聚物，例如，其中至少一种聚合物嵌段的玻璃化温度低于20℃(优选低于0℃或低于-30℃或低于-50℃，例如，聚丁二烯嵌段或聚异戊二烯嵌段)的那些。所述嵌段共聚物的至少一种其它嵌段的玻璃化温度高于20℃(优选高于50℃或高于70℃)，例如，聚苯乙烯嵌段或聚甲基丙烯酸甲酯嵌段。可提及的具体实例包括：苯乙烯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物和丁二烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物。