[发明专利]结构粘合剂的改进或涉及它的改进

说明书

本发明涉及可活化的结构粘合剂的改进或涉及它的改进，和特别地涉及用于粘结机动车和航天工业中组件的结构粘合剂，尽管该粘合剂在其他工业中具有用途。根据例如WO 2009/124709，可活化的结构粘合剂是已知的。粘合剂典型地为糊剂或液体，使得它们能在待粘结的两个物品，例如将要焊接在一起的金属板之间分配。

然而，存在一些应用，其中将受益于干燥且可在低于它固化时的温度下模塑的结构粘合剂，以便在固化之前，它具有可确定的形状。

另外，有用的是具有可替代焊接且尤其可用于将不相类似的材料粘结在一起并具有充足的粘结强度的粘合剂。本发明涉及提供改进的结构粘合剂，和掺入它的制品。该结构粘合剂在结构表面的空腔内部或者其上，或者制造制品(例如机动车车辆或飞机)的一个或更多个结构元件(例如，车身面板或结构元件)，例如在焊接凸缘内(所打算的应用不必然在焊接凸缘内)辅助提供各种性能，其中包括结构增强，粘合，密封，声音阻尼性能，绝热或其结合。此处所使用的措辞结构粘合剂包括可被活化，以固化并逐步显示粘合剂性能(例如热固性材料)，和任选地熔融，流动，膨胀，发泡或其结合的任何材料。一旦暴露于诸如热，压力，化学暴露，大气湿气及其结合之类的条件下，该材料将固化，和另外，可膨胀，发泡，流动，熔融，其结合或者类似情况。

可在机动车的车辆中，在焊缝和焊接凸缘内使用可活化的结构粘合剂，且还在翻边法兰(hem flange)中使用。在一些情况下，提供结构粘合剂的连续带，增补已经点焊的部分的强度。焊接是耗时且昂贵的工艺，和在典型的机动车组装生产线中，可要求数百个焊点。此外，有时不可能焊接不相类似的材料，例如钢和铝，且也不可能焊接一些聚合物和聚合物复合材料。因此，存在不仅增加焊接部分的强度，而且降低在任何特定位置内所要求的焊接数量的动机。特别地，需要在充足的粘结强度下，将不相类似的材料粘结在一起。

还使用结构粘合剂改进机动车的刚硬度，从而降低车辆翻车的可能性，改进车辆的行驶特征和增加车辆的耐久性与疲劳寿命。

可将本发明的结构粘合剂施加到各种制造制品上用以增加制品的一些部分或元件的结构完整性或者用以密封制品。这种制造制品的实例没有限制地包括家庭或工业用具，家具，储存容器，建筑物，结构体或类似物。在优选的实施方案中，使用结构粘合剂用以粘结机动车车辆或飞机的一些部分，例如机动车车辆的车身或框架元件(例如车辆的车架纵梁)。

本发明因此提供在环境温度下为固体且触摸起来干燥的结构粘合剂，在升高的温度下，它可被活化，以显现粘合剂性能，且可在介于环境温度和升高的温度之间的温度下，在没有固化的情况下，被模塑(以产生或者平片(flat piece)或者三维复杂形状)。

该结构粘合剂优选包括高分子量树脂，冲击改性剂和用于树脂的固化剂。优选的树脂是高分子量的环氧树脂，例如双酚A基固体环氧树脂，EPN或ECN环氧树脂，或者环氧树脂与固体羧基封端的橡胶，例如固体羧基封端的腈橡胶的加合物。冲击改性剂可以是核壳聚合物或改性的橡胶，例如橡胶改性的环氧树脂。

该结构粘合剂可含有其他组分且被配制为生产在环境温度下为固体且触摸起来干燥的本发明材料。例如，可通过使用填料，尤其高表面积填料，产生干燥材料，减少或消除液体成分并包括弹性和/或热塑性材料。

在一个实施方案中，本发明的材料可以是可发泡的材料，尽管可以是不可发泡的材料。在该材料可发泡的情况下，可使该材料发泡(例如发泡到比其在未发泡状态下的体积大的体积(例如，大至少5%，大至少50%，大至少200%))。对于增强应用来说，还典型地至少优选体积膨胀使得相对于起始的未发泡体积，小于400%，更典型地小于300%，甚至更典型地小于200%和可能地小于100%的发泡体积。还认为，对于可活化材料的发泡或未发泡的变体来说，材料的体积可以小于因固化(例如交联)导致的活化之后的体积。

结构粘合剂所要求的性能是良好的搭接剪切，高的T剥离，以及在模楔冲击试验(Wedge Impact Test)中，在粘合剂置于其下的温度和环境条件下的范围内具有良好的性能。其他所需的性能包括在各类暴露条件，例如高湿度，盐水和高与低的温度下，良好的粘合耐久性，以及随着时间流逝物理性能的保持。在一些应用中，可期望高弹性模量，高Tg，高应变故障，和其他物理性能。本发明的结构粘合剂可具有典型地大于1GPa的弹性模量，和典型地大于10MPa的搭接剪切强度，当使用例如厚度为0.3mm的粘合层测试时。

以下讨论了可在本发明的结构粘合剂中使用的材料。