[发明专利]基于结构粘合剂的形状记忆材料

说明书

技术领域

本发明涉及包括可固化结构粘合剂的组合物领域，其构成作为所谓的形状记忆材料。此外，本发明还涉及一种用于在结构构件的空腔中加固的加固元件，例如其在汽车车身等中使用。

现有技术

通常，在各种构造中使用空腔的结构构件。这种结构方式允许，保持构造的低重量和材料的低成本，但是对于这种结构方式常常也会丧失稳定性和强度。由于中空构件较大的表面，所述的空腔还提供了较大的腐蚀的侵蚀面积，如果水分或污物进入内部的话。同样，例如通过风或振动引起的噪音可能传递至空腔里或沿着空腔传递。

由于这些空腔的形状和/或狭窄的尺寸，通常很难有效将其加固，密封或阻隔噪音传递。特别是为了改善空腔结构构件的机械性能，很大程度上通常在构件中使用或安装局部的加固元件。这类加固元件通常由金属或塑料或这些材料的组合构成。在难以到达的部位，例如仅应当在构件安装后才加固或密封的部位，往往还使用结构泡沫体。在制备车辆结构或车身时，基本上就是这种情况。结构泡沫体的优点在于，其可以以非膨胀状态安装于空腔中，且稍后可以尤其通过升温来发泡。这样，例如空腔内壁即使在加固元件安装后也可以借助阴极浸涂（KTL）完全涂覆，并且仅在这之后通过结构粘合剂的发泡加固。此处，所述的发泡通常在KTL层固化期间在烘箱中进行。这类加固元件的缺点在于，结构粘合剂的机械性能会受到发泡过程的损害。

发明描述

本发明的目的因此是，提供一种加固元件，其克服了现有技术的缺点，且可以封闭空腔和加固元件之间的空隙，而且同时结构粘合剂的机械性能不会受到损害。

令人惊讶地发现，使用根据权利要求1的组合物可以解决此目的。

已发现，使用根据本发明的组合物可以实现形状记忆材料，其特别通过温度的影响改变其形状，并从而向所期望的方向膨胀，而且同时不伴随出现体积增大，例如通过发泡过程的体积增大。

本发明的其他方面是其他独立权利要求的主题。特别优选的本发明的实施方案是从属权利要求的主题。

附图说明

本发明的实施例将借助附图进一步详细说明。相同的元件在各图中设置以相同的附图标记。当然本发明并不局限于所示的和所描述的实施例。

附图为：

图1是制备处于其临时形状的模制体或组合物的示意图；

图2是加固元件的示意图；

图3是组合物形状改变和固化的示意图；

图4是加固结构构件空腔的示意图；

图5是结构构件空腔内的加固元件的示意图；

图6是经加固的结构构件的示意图。

图示中仅显示了对本发明的直接理解必不可少的元件。

本发明的实施方法

本发明在第一方面涉及一种组合物，其包括

i）至少一种可固化的结构粘合剂；以及

ii）至少一种化学交联的弹性体；

其中，所述的化学交联的弹性体作为穿透聚合物网络存在于结构粘合剂中。

术语“穿透聚合物网络”在本文中根据IUPAC化学术语汇编（Compendium of Chemical Terminology），第二版（1997年）按照“半互穿聚合物网络”（semi-interpenetrating polymer network(SIPN)）定义来使用。因此SIPN包括至少一种网络以及至少一种线性或分支的聚合物，其中这种聚合物至少部分穿透所述的网络。在根据本发明的组合物中弹性体形成网络，所述的聚合物是可固化结构粘合剂的组分。

作为“化学交联的弹性体”在本文中是指通过共价化学键交联的弹性体。与此相反，热塑性弹性体的交联基于物理的相互作用。化学交联的弹性体区别于热塑性弹性体，因为其虽然在适当的溶剂中膨胀，但不会溶解。相反热塑性弹性体在适当的溶剂中则完全溶解。

化学交联的弹性体的存在例如可以依据ASTM D 2765确定。

作为组合物的玻璃化转变温度T_g在本文中指的是可固化结构粘合剂（特别是环氧树脂A）的玻璃化转变温度，或者化学交联弹性体的玻璃化转变温度，取决于两者中哪个更高。在采用基于固态环氧树脂的可固化结构粘合剂的实施方案中，组合物的玻璃化转变温度T_g通常指的是固态环氧树脂的玻璃化转变温度T_g。在采用基于液态环氧树脂的可固化结构粘合剂的实施方案中，组合物的玻璃化转变温度T_g通常指的是化学交联弹性体的玻璃化转变温度T_g。